Ketahanan Fiber–Plastic Compositedari Kertas Kardus dan Polietilena (PE) dengan Penambahan Maleat Anhidrida (MAH) dan Benzoil Peroksida (BP) Terhadap Cuaca
LAMPIRAN
56
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 1. Data Hasil Sifat Fisis Pengukuran Kerapatan dan Kadar Air FPC Sebelum Pemaparan
Polietilena
Kardus
50:50
: Zat Aditif
MAH
BP
5%
15%
Dimensi Awal
Ulangan
1
2
3
P (cm)
L (cm)
T (cm)
Volume Berat
(cm³)
(gr)
8.21
8.16
8.16
8.17
8.16
8.14
0.77
0.75
0.88
51.64
66.58
58.45
51.05
51.60
57.75
Awal
Berat
oven
(gr)
51.15
51.70
57.90
Rata-Rata
60:40
5%
15%
1
2
3
8.15
8.14
8.16
8.17
8.16
8.15
0.70
0.19
0.82
46.74
60.71
54.50
43.90
50.85
58.45
45.60
53.05
56.40
Rata-Rata
70:30
5%
15%
1
2
3
8.15
8.16
8.15
8.16
8.19
8.16
0.53
0.89
0.66
35.20
59.47
43.89
45.60
52.80
56.40
39.50
49.55
45.90
Rata-Rata
50:50
7%
15%
1
2
3
8.13
8.14
8.16
8.16
8.14
8.16
0.78
0.78
0.87
51.77
51.69
57.92
50.60
58.55
46.85
43.95
50.9
58.5
Rata-Rata
60:40
7%
15%
1
2
3
8.15
8.16
8.13
8.16
8.16
8.13
0.87
0.89
0.73
57.85
59.26
58.25
39.50
49.25
45.85
59.70
58.75
46.90
Rata-Rata
70:30
7%
15%
1
2
8.16
8.16
8.16
8.16
0.88
0.68
58.59
45.27
51.70
46.30
51.70
46.30
Rata-Rata
Kadar
Kerapatan
Air
(gr/cm³)
(%)
0.190
0.99
0.190
0.78
0.250
0.99
0.92
0.98
0.87
1.03
0.96
1.10
0.80
1.00
0.97
0.85
0.98
1.01
0.90
1.03
0.99
0.81
0.94
0.88
1.02
0.95
0.210
0.110
0.090
0.080
0.093
0.00
0.470
0.000
0.157
0.160
0.340
0.100
0.200
0.000
0.600
0.100
0.233
0.000
0.020
0.010
57
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 2. Data Hasil Sifat Fisis Pengukuran Kerapatan dan Kadar Air FPC Setelah Pemaparan 6 Bulan
Polietilena
Kardus
: Zat Aditif
MAH
BP
Dimensi Akhir
Ulangan
P
L
T
Volume Berat
(cm³)
(gr)
Awal Berat
oven (gr)
50:50
5%
15%
1
2
3
5.32
5.33
5.33
5.02
5.03
5.02
0.88
0.95
0.94
23.53
25.39
25.23
19.54
18.48
22.14
19.04
18.19
21.74
Rata-Rata
60:40
5%
15%
1
2
3
5.34
5.32
5.33
5.02
5.02
5.01
0.86
0.85
0.87
23.16
22.61
22.40
18.61
18.47
20.11
18.33
18.14
19.81
Rata-Rata
70:30
5%
15%
1
2
3
5.33
5.32
5.31
5.03
5.03
5.02
0.93
0.83
0.89
0.85
0.86
0.99
22.90
19.73
23.22
22.39
19.54
23.00
Rata-Rata
50:50
7%
15%
1
2
3
5.34
5.32
5.34
5.01
5.01
5.01
0.95
0.92
0.98
20.21
20.01
24.09
20.21
20.01
24.09
20.03
19.12
23.34
Rata-Rata
60:40
7%
15%
1
2
3
5.32
5.33
5.34
5.03
5.01
5.03
1.08
0.87
0.86
28.91
23.15
23.03
22.64
19.46
21.41
22.30
19.28
21.23
Rata-Rata
70:30
7%
15%
1
2
5.33
5.32
5.01
5.03
0.90
0.87
23.90
23.33
18.14
21.30
17.98
21.12
Rata-Rata
Kadar
Kerapatan
Air
(gr/cm³)
(%)
0.83
0.026
0.73
0.016
0.88
0.018
0.81
0.020
0.80
0.015
0.82
0.018
0.90
0.015
0.84
0.016
0.85
0.023
0.86
0.010
0.99
0.010
0.93
0.014
0.80
0.009
0.82
0.047
0.92
0.032
0.84
0.029
0.78
0.015
0.84
0.009
0.93
0.008
0.85
0.01
0.76
0.009
0.91
0.009
0.84
0.009
58
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 3. Data Hasil Sifat Fisis Pengukuran Daya Serap Air dan Pengembalan Tebal FPC Sebelum Pemaparan
Polietilena
Kardus
50:50
: Zat Aditif
MAH
5%
BP
15%
Ulangan
B1 (g)
B2 (g)
T1 (cm)
T2
(cm)
Daya Serap Pengembangan
Air (%)
Tebal (%)
1
2
3
19.55
23.15
19.20
20.00
23.80
19.70
0.71
0.93
0.72
0.79
1.03
0.78
2.30
2.81
2.60
2.57
5.71
1.12
0.82
2.55
1.45
3.17
0.84
1.82
3.06
2.74
2.51
2.77
2.41
1.63
2.56
2.20
1.54
0.87
1.20
Rata-Rata
60:40
5%
15%
1
2
3
18.40
17.90
18.20
19.45
18.10
18.35
0.72
0.77
0.75
0.74
0.85
0.78
Rata-Rata
70:30
5%
15%
1
2
3
18.40
17.90
18.20
17.50
19.55
18.00
0.72
0.77
0.75
0.74
0.85
0.78
Rata-Rata
50:50
7%
15%
1
2
3
16.35
18.25
17.95
16.85
18.75
18.40
0.67
0.65
0.70
0.72
0.69
0.82
Rata-Rata
60:40
7%
15%
1
2
3
0.88
0.80
0.99
7%
15%
1
2
21.25
18.70
24.00
21.25
19.75
17.45
0.81
0.75
0.96
Rata-Rata
70:30
20.75
18.40
23.40
20.75
19.45
17.30
0.82
0.75
0.86
0.80
Rata-Rata
11.27
10.75
8.33
10.12
7.79
16.44
5.63
9.95
2.78
10.39
4.00
5.72
7.46
6.15
17.14
10.25
8.64
6.67
3.13
6.14
4.88
6.67
5.77
59
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 4. Data Hasil Sifat Fisis Pengukuran Daya Serap Air dan Pengembalan Tebal FPC Setelah Pemaparan 6 Bulan
Polietilena
Kardus
50:50
: Zat Aditif
MAH BP
5%
15%
Ulangan B1 (g)
B2 (g)
T1 (cm)
T2 (cm)
1
2
3
73.49
67.41
63.36
68.02
64.05
74.58
0.83
0.86
0.72
0.88
0.84
0.83
Rata-Rata
60:40
5%
15%
1
2
3
70.32
63.44
76.98
70.74
63.55
76.97
0.73
0.91
0.80
0.76
0.89
0.86
Rata-Rata
70:30
5%
15%
1
2
3
76.54
62.90
66.49
76.75
62.81
66.59
0.88
0.92
0.92
0.96
0.93
0.97
Rata-Rata
50:50
7%
15%
1
2
3
63.17
72.44
82.61
63.34
73.05
84.00
0.97
0.83
0.83
1.07
0.76
0.87
Rata-Rata
60:40
7%
15%
1
2
3
76.54
62.90
66.49
76.75
62.81
66.59
0.97
0.83
0.83
1.07
0.76
0.87
Rata-Rata
70:30
7%
15%
1
2
67.61
66.63
67.78
66.50
0.83
0.90
0.85
0.90
Rata-Rata
Daya Serap Pengembangan
Air (%)
Tebal (%)
-7.44
-4.98
17.71
1.76
0.60
0.17
-0.01
0.25
0.27
-0.14
0.15
0.09
0.27
0.84
1.68
0.93
0.27
-0.14
0.15
0.09
0.25
-0.20
0.03
6.06
-2.22
14.70
6.18
9.62
1.06
5.10
5.26
9.62
1.06
5.10
5.27
4.69
-2.25
7.46
3.30
-0.50
1.11
4.19
1.60
1.56
0.17
0.86
60
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 5. Data Hasil Pengukuran Daya Serap Air Selama Pemaparan 6 Bulan
Waktu Pemaparan (Minggu)
50:50
60:40
Zat Aditif
MAH BP
(%)
(%)
5
15
5
15
70:30
50:50
60:40
70:30
5
7
7
7
Polietilena:
Kardus
15
15
15
15
0
2
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
2.57 1.75 0.26
2.55 1.42 0.12
0.41
0.22
1.14
0.60
0.65
0.06
0.96
0.51
0.35
0.10
0.45
0.18
-0.24
-0.19
0.65
0.32
1.40
0.86
0.09
0.10
1.76
0.25
1.82
2.77
2.20
1.20
0.11
0.31
0.30
0.10
0.35
0.83
0.68
0.15
-0.03
0.02
0.03
0.08
0.47
1.62
1.18
0.16
-0.13
0.45
0.19
0.00
-0.12
0.87
0.55
0.13
0.10
-0.09
-0.07
-0.02
0.03
0.29
0.09
-0.17
0.38
-0.13
-0.08
-0.05
0.17
0.33
0.22
0.07
0.09
0.93
0.09
0.03
0.96
1.09
1.00
0.87
4
0.28
0.63
0.10
0.52
Lampiran 6. Data Hasil Pengukuran Pengembangan Tebal Selama Pemaparan 6 Bulan
Waktu Pemaparan (Minggu)
50:50
Zat Aditif
MAH BP
(%)
(%)
5
15
60:40
5
70:30
Polietilena:
Kardus
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
10.12 9.08 6.98
4.66
4.81
1.21
2.88
1.08
0.82
-0.07
3.02
2.87
1.19
6.18
15
9.95
5.21 4.31
3.09
2.06
1.02
0.56
1.04
0.25
-1.00
0.97
1.15
0.95
5.26
5
15
5.72
4.11 5.04
1.96
1.48
-0.62
0.39
-0.74
-0.19
-1.37
0.47
0.16
0.18
2.27
50:50
7
15
10.25 9.34 5.64
3.13
4.24
3.04
5.26
0.34
0.77
0.01
1.22
2.50
1.99
3.30
60:40
7
15
6.14
5.49 4.87
0.41
1.68
0.54
2.99
-0.14
0.28
-0.02
0.67
1.71
0.89
1.60
70:30
7
15
5.77
4.78 3.56
0.71
0.16
0.12
0.47
-0.07
-0.39
-0.93
-0.10
0.50
0.62
0.86
61
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 7. Data Curah Hujan, Suhu Maksimum, Suhu Minimum dan Kelembaban Relatif Selama Pemaparan
Tahun 2012
Unsur Iklim
Juli
Agustus
September
Oktober
22
5
19
2
16
30
14
28
Curah Hujan (mm) 0.6
16.4
1.0
Kelembaban (%)
82
81
74
71
81
78
86
80
Suhu Max. (°C)
32.0
30.6
35.2
34.8
32.0
32.7
31.4
32.0
Suhu Min. (°C)
23.2
24.2
23.0
24.2
23.4
23.6
23.0
24.0
Keterangan
: - Tidak ada hujan
0 Ada hujan tapi sangat kecil
Lokasi
: Kecamatan Patumbak dan Sekitarnya
Sumber : Stasiun Klimatologi Kelas IA Sampali, Medan
Lampiran 8. Data hasil pengukuran MOE dan MOR FPC sebelum pemaparan
Nopember
11
25
9.8
85
82
31.6
31.2
24.0
24.2
Desember
9
23
10
0
86
85
30.2
30.0
23.6
23.6
Tahun 2013
Januari
6
20
2.4
76
84
33.4
34.0
24.0
24.0
52
62
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 8. Data Hasil Pengukuran MOE Dan MOR FPC Sebelum Pemaparan 6
Bulan
Polietilena:
kardus
Zat aditif
MAH
BP
Dimensi awal
Pr (cm) Lr (cm) Tr (cm)
18.513 4.952
0.935
18.932 4.943
0.777
18.401 4.952
0.999
15
%
1
2
3
15%
1
2
3
18.881
18.990
18.775
4.959
4.952
4.955
0.947
0.807
1.013
1
2
3
18.795
18.912
18.342
4.945
4.952
4.948
1.031
0.966
0.838
1
2
3
18.990
19.321
18.754
4.945
4.942
4.985
0.999
0.975
1.122
1
2
3
18.790
18.130
18.005
4.948
4.926
4.977
0.896
1.026
0.990
1
2
18.752
18.901
4.926
4.948
0.978
0.839
5%
50:50
Ulangan
Rata-rata
7%
Rata-rata
5%
60:40
15%
Rata-rata
7%
15%
Rata-rata
5%
70:30
15%
Rata-rata
7%
15%
Rata-rata
MOE
(Gpa)
0.0047
0.0062
0.0032
0.0048
0.0042
0.0040
0.0029
0.0037
0.0025
0.0094
0.0066
0.0061
0.0061
0.0050
0.0031
0.0048
0.0042
0.0020
0.0044
0.0035
0.0022
0.0043
0.0033
MOR
(Mpa)
8.443
9.719
6.736
8.299
10.462
10.235
7.395
9.364
7.203
9.642
16.771
11.205
7.560
11.663
15.895
11.706
10.936
13.352
9.946
11.411
8.134
13.342
10.738
63
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 9. Data Hasil Pengukuran MOE Dan MOR FPC Setelah Pemaparan 6
Bulan
Polietilena:
kardus
Zat aditif
MAH
BP
Dimensi awal
Pr (cm) Lr (cm) Tr (cm)
18.513 5.023
0.875
18.932 5.027
0.836
18.401 5.030
0.827
15
%
1
2
3
15%
1
2
3
18.881
18.990
18.775
5.027
5.023
5.030
0.846
0.799
1.064
1
2
3
18.795
18.912
18.342
5.027
5.013
5.007
0.819
0.891
0.858
1
2
3
18.990
19.321
18.754
5.020
5.013
5.013
1.068
0.764
0.867
1
2
3
18.790
18.130
18.005
5.027
5.017
5.013
0.963
0.928
0.968
1
2
18.752
18.901
5.020
5.023
0.847
0.899
5%
50:50
Ulangan
Rata-rata
7%
Rata-rata
5%
60:40
15%
Rata-rata
7%
15%
Rata-rata
5%
70:30
15%
Rata-rata
7%
15%
Rata-rata
MOE
(Gpa)
0.0037
0.0040
0.0062
0.0047
0.0030
0.0023
0.0034
0.0030
0.0018
0.0021
0.0035
0.0025
0.0058
0.0033
0.0043
0.0045
0.0034
0.0037
0.0032
0.0030
0.0030
0.0023
0.0027
MOR
(Mpa)
8.272
5.570
9.611
7.818
9.617
6.726
9.769
8.704
11.898
7.484
13.556
10.979
12.865
6.384
8.390
9,213
6.761
8.465
11.304
8.843
11.859
8.642
10.250
64
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 10. Hasil Analisis Sidik Ragam (ANSIRA) Sifat Fisis FPC
ANSIRA Kerapatan 0 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
JK
0.005
KT
0.002
F.Hitung
0.181
F.Tabel 5%
3.89
tn
Konsenstrasi MAH
1
0.001
0.001
0.058
4.75
tn
Interaksi
Galat
Total
2
11
17
0.004
0.140
15.608
0.002
0.013
0.157
3.89
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA Kerapatan 6 Bulan
SK
Komposisi FPC
Konsenstrasi MAH
Interaksi
Galat
Total
db
JK
2
1
2
11
17
0.003
0.033
0.001
0.042
14.197
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
0.002
0.033
0.001
0.004
0.420
8.771
0.137
3.89
4.75
3.89
tn
*
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
Uji DMRT Kerapatan 6 Bulan
Komposisi FPC
N
50:50
60:40
70:30
6
6
5
Subset
1
0.8903a
0.9223a
0.9232a
Keterangan: setiap nilai yang diikuti huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata
ANSIRA Kadar Air 0 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
Konsenstrasi MAH
1
JK
0.040
0.000
Interaksi
Galat
Total
2
11
17
0.055
0.388
0.904
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
0.020
0.568
3.89
0.000
0.004
4.75
0.028
0.035
0.783
3.89
tn
tn
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
65
Universitas Sumatera Utara
ANSIRA Kadar Air 6 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
Konsenstrasi MAH
1
Interaksi
2
Galat
11
JK
0.000
8.621
5.250
0.000
Total
13.871
17
KT
7.101
8.621
2.625
2.558
F.Hitung
2.776
3.371
0.103
F.Tabel 5%
3.89
4.75
3.89
tn
tn
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA Daya Serap Air 0 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
Konsenstrasi MAH
1
Interaksi
2
Galat
11
Total
17
JK
3.766
0.270
0.471
18.921
108.603
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
1.883
1.095
3.89
0.270
0.157
4.75
0.236
0.137
3.89
1.720
tn
tn
tn
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
1.629
0.046
3.89
0.777
0.022
4.75
1.873
0.053
3.89
35.105
tn
tn
tn
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
26.454
1.564
3.89
9.695
0.573
4.75
11.417
0.675
3.89
16.916
tn
tn
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA Daya Serap Air 6 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
Konsenstrasi MAH
1
Interaksi
2
Galat
11
Total
17
JK
3.258
0.777
3.747
386.155
398.610
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA Pengembangan Tebal 0 Bulan
SK
db
JK
Komposisi FPC
2
52.909
Konsenstrasi MAH
1
9.695
Interaksi
2
22.834
Galat
11
186.075
Total
17
1444.031
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
66
Universitas Sumatera Utara
ANSIRA Pengembangan Tebal 6 Bulan
SK
Komposisi FPC
Konsenstrasi MAH
Interaksi
Galat
Total
db
JK
KT
2
1
2
11
17
26.870
29.210
3.438
398.444
653.414
13.435
29.210
1.719
36.222
F.Hitung
F.Tabel 5%
0.371
0.806
0.047
3.89
4.75
3.89
tn
tn
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
Lampiran 11. Hasil Analisis Sidik Ragam (ANSIRA) Sifat Mekanis FPC
ANSIRA MOE 0 Bulan
SK
db
JK
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
Komposisi FPC
2
0.118
0.059
1.625
3.89
Konsenstrasi MAH
1
0.034
0.034
0.935
4.75
Interaksi
2
0.008
0.004
0.112
3.89
Galat
11
0.398
0.036
Total
17
3.939
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA MOE 6 Bulan
SK
db
JK
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
Komposisi FPC
2
0.015
0.007
0.876
3.89
Konsenstrasi MAH
1
0.001
0.001
0.131
4.75
Interaksi
2
0.110
0.055
6.479
3.89
Galat
11
0.093
0.008
Total
17
2.313
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
tn
tn
tn
tn
tn
*
Uji DMRT MOE 6 Bulan
Komposisi FPC
N
70:30
60:40
50:50
5
6
6
Subset
1
0.3152a
0.3505a
0.3820a
Keterangan: setiap nilai yang diikuti huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata
67
Universitas Sumatera Utara
ANSIRA MOR 0 Bulan
SK
db
JK
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
Komposisi FPC
2
47.236
23.618
2.869
3.89
Konsenstrasi MAH
1
5.849
5.849
0.711
4.75
Interaksi
2
9.992
4.996
0.607
3.89
Galat
11
90.541
8.231
Total
17
2178.010
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA MOR 6 Bulan
SK
db
JK
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
Komposisi FPC
2
10.571
5.285
0.810
3.89
Konsenstrasi MAH
1
0.128
0.128
0.020
4.75
Interaksi
2
8.202
4.101
0.628
3.89
Galat
11
71.782
6.526
Total
17
1543.443
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
tn
tn
tn
tn
tn
tn
68
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 12. Diagram Perubahan Warna FPC Selama Pemaparan 6 Bulan
26
0
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 50:50, MAH 5%
0
26
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 60:40, MAH 5%
26
0
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 70:30, MAH 5%
69
Universitas Sumatera Utara
0
26
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 50:50, MAH 7%
26
0
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 60:40, MAH 7%
0
26
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 70:30, MAH 7%
70
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Adriana, 2001. Impregnasi Kayu Kelapa Sawit Mempergunakan Polietilena
Termodifikasi dengan Anhidria Maleat. Tesis. Program Pasca Sarjana
Universitas Sumatera Utara. Medan.
Al-Malaika, S. 1997. Reactive Modifiers Polymers. First Edition. Aston
University Press. Birmingham.
Barone, J.R. 2005, Polyethelene/Keratin Fiber Composite with Varying
Polyethelene Crystallinity. Journal of Composite Part A pp.36. New York.
Batubara, R. 2012. Kualitas Fiber–Plastic Composite dari Kertas Kardus dan
Polietilena (PE) dengan Penambahan Maleat Anhidrida (MAH) dan
Benzoil Peroksida (BP). USU Repository. Medan.
Bierley, A.W., Heat, R.J., and Scott. M.J. 1988. Plastic Materials Properties and
Applications. New York: Chapman and Hall Publishing. New York.
Bilmeyer, W. F. 1994. Textbook of Polymer Science 3rd. Jhon Wiley and Sons.
New York.
BMKG. 2013. Data Iklim Harian Periode Juli 2012 – Januari 2013: Wilayah
Kecamatan Patumbak, Kabupaten Deli Serdang. Stasiun Klimatologi
Kelas IA Sampali. Medan.
Bowyer, J. L., Shmulsky, R., dan Haygreen, J. G. 2003. Forest Products and
Wood Science An Introdution 4th Ed. Iowa State Press A Blackwell Publ.
Amerika Serikat.
English, B.W. and Falk, R. H. 1996. Factors that Affect the Application of
Woodfiber Plastic Composite. in: woodfiber-plastic composite. Forest
Products Society. Pp 169-195. Madiosn.
Falk, R. H.; Lundin, T.; Felton, C. 2000. The Effects of Weathering onWood
Thermoplastic Composites Intended for Outdoor Applications; in
Proceedings, Durability and Disaster Mitigation in Wood-Frame
Housing. pp. 175–179. Madison.
Febrianto, F., Setyawati, D., Karina, M., Bakar, E. D., Hadi, Y. S. 2006. Influence
of Wood Flour and Modifier Contents on The Physical and Mechanical
Properties of Wood Flour-Recycle Polypropylene Composite. Journal of
Biological Sciences 6(2): pp 337-343.
Forest Products Laboratory. 1995. Recycling Research Progress at the Forest
Products Laboratory. U.S. Department of Agriculture, Forest Service,
Forest Products Laboratory. Madison. pp.19.
52
Universitas Sumatera Utara
Han, G. S., H. Ichinose, S. Takase and N. Shiraishi. 1990. Composite of Wood
and Polypropylene III. Mokuzai Gakkaishi, 35: pp 1100-1104. Japan.
Hanafiah, K.A. 2010. Rancangan Percobaan: Teori dan Aplikasi. PT Raja
Grafindo Persada. Jakarta
Japannese Standard Association. 2003. Standard Test Method for Harboard S20
and particle board Type 13 .JIS A 5905 and JIS A 5908. Japan.
Jhonson, A.D., Urich, J.L., Rowell, R.M., Jacobson, R.J and Caufield, D.F. 1996.
Weathering characteristics of fiber-polymer composites In: Fifth
International Conference on Woodfiber-Plastic Composites. Forest
Products Society. Madison,
Klyosov, A. A. 2007. Wood Plastic Composite. Wiley Interscience. Canada.
Lopez, J.L., Sain.M., and Cooper. 2005. Performance of Natural Fiber Plastic
Composite Under Stress for Outdoor Application. Faculty of Forestry.
University of Toronto. Canada.
Lundin, T. Falk, R.H. Felton, C. 2001. Accelerated Weathering of Natural Fiber
Thermoplastic Composites: Effects of Ultraviolet Exposure on Bending
Strength and Stiffness. In: The Sixth International Conference on
Woodfiber-Plastic Composites. Forest Products Society. Madison
Maloney TM. 1993. Modern Particleboard and Dry-Process Fiberboard
Manufacturing. Miller Freeman, Inc. San Fransisco.
Massijaya, M.Y., Y.S. Hadi, B. Tambunan, E.S Bakar, dan I. Sunarni. 1999. Studi
Pembuatan Papan Partikel dari Limbah Kayu dan Plastik Polyestyrene.
Jurnal Teknologi Hasil Hasil Hutan. Volume : 12. No.2. Fakultas
Kehutanan. IPB. Bogor.
Mishra, J.B. Naik, and Patil Y.P. 2000. Compatibilising effect of Maleic
anhydride on swelling and mechanical properties of plant fiber
Reinforced Novolac composites. Journal of Composite. Science and
Technology. volume 60. pp1729.
Mujiarto, I. 2005. Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif.
Medan.http://mesinunimus.files.wordpress.com/2012/12/sifatkarakteristikmaterial-plastik-pdf.medan. [17 [1 Desember 2012].
Najafi,K,S., Ebrahimi. G., Behjati, S. 2008. Nondestructive Evaluation of Wood
Plastic Composites Using Ultrasonic Tecnique. Departement of Wood and
Paper Science and Tecnology, Faculty of Natural Resources and Marine
Sciences, Tarbiat Modares University. Iran.
53
Universitas Sumatera Utara
Okamoto T, Dr. M. Takatani, Dr. T. Kitayama. 2000. Wood-Plastic Composite
Added with Steam-Exploded Wood Flour. Department of Agricultural
Chemistry, Kinki University, Nakamachi, Nara 631-8505 Japan.
Pramuko I Purboputro. 2006. Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Impak
Komposit Enceng Gondok Dengan Matriks Poliester. Media Mesin, Vol.7,
No.2, Juli 2006,70-76. Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Philip M and Attwood J. 2004. Evaluation og Weathering in Mixed Polyethylene
and Polypropylene Products. The Waste and Resources Action
Programme.
Risnasari, I. 2006. Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur Ulang dengan
Penambahan UV Stabilzer Terhadap Cuaca. Tesis Pasca Sarjana Institut
Pertanian Bogor.
Ruhendi, S et al, 2007. Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Sasse HR, Lehmkamper O, Kwasny-Echterhagen R. 1995. Polymer Granulates
for Masonry Mortars and Outdoor Plaster. Chapman & Hall. Pp75-85.
Setyawati, D. 2003. Komposit Serbuk Kayu Plastik Daur Ulang: Teknologi
Alternatif Pemanfaatan Limbah Kayu dan Plastik.
Simonsen J. 1996. The Mechanical Properties of Wood Fiber-Plastic Composite:
Theoritical vs Experimental In: Fourth International Conference on
Woodfiber-Plastic Composites. Forest Products Society. Pp.134-143.
Madison.
Stark N. M., dan Clemons C. M. 2002. Considerations in Recycling of Wood
Plastic Composites. Performance Engineered Composites, USDA Forest
Service, Forest Products Laboratory, Madison.
Stark N. M. and Matuana. L.M. 2003. Ultraviolet Weathering of Photostabilized
Wood Flour Filled HDPE Composites. Journal Applied Polymer Science
vol. 90 pp 2609. San Fransisco.
Sudiyani, Y; Imamura, Y; Doi, S; and Yamauchi, S. 2003. Infrared Spectroscopic
Investigations of Weathering effects on the Surface of Tropical Wood.
Journal Wood Science Vol 49: pp.86-92.
Sulaeman, R. 2003. Deteriorasi Komposit Serbuk Kayu Plastik Polipropilena
Daur Ulang oleh Cuaca dan Rayap. [Thesis] Program Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
54
Universitas Sumatera Utara
Willy,D dan Yahya,M. 2001. Kardus Sebagai Bahan Baku Furnitur Murah.
Institut Teknologi Bandung.
Wolcott. P.M dan Englund.K. 2002. A Tecnology Review of Wood-Plastic
Composit. Washinton State University. Pullman. Washinton.
Youngquist, J. A. 1995. The Marriage of Wood and Non Wood Materials. Forest
Product Journal 45(10): 25-30.
55
Universitas Sumatera Utara
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2012 hingga bulan Maret 2013
di tiga lokasi. Pemaparan contoh uji dilakukan di Kecamatan Medan Amplas,
dengan ketinggian 28 mdpl. Pengujian sifat fisis dilakukan di Laboratorium
Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Pengujian sifat mekanis FPC dilakukan di Laboratorium Biokomposit dan
Keteknikan Kayu, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah contoh uji papan FPC
dengan 3 perbandingan bahan baku (serat kardus:polietilena) dengan 3
perbandingan yaitu 50:50, 60:40 dan 70:30 dan 2 perbandingan penambahan
Maleat Anhidrida (MAH) yaitu 5% dan 7% serta penambahan Benzoil Peroksida
(BP) 15%, yang masing-masing memiliki 3 ulangan.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah tangga kayu, specimen
holder, kalifer, mikrometer skrup, timbangan digital, alat tulis, oven, kamera
digital, Universal Testing Machine (UTM) merk Instron.
Prosedur Penelitian
Persiapan contoh uji
Contoh uji berupa FPC dengan 3 perbandingan bahan baku (serat
kardus:polietilena) dengan 3 perbandingan yaitu 50:50, 60:40 dan 70:30 dan 2
perbandingan penambahan Maleat Anhidrida (MAH) yaitu 5% dan 7% serta
22
Universitas Sumatera Utara
penambahan Benzoil Peroksida (BP) 15%, yang masing-masing memiliki 3
ulangan.
Pengujian Terhadap Cuaca ( Weathering Test )
Pengujian terhadap cuaca dilakukan dengan memaparkan contoh uji
dilakukan di Kecamatan Medan Amplas dengan ketinggian 28 mdpl. Contoh uji
dipasang pada rak penyangga (specimen holder) dan dibiarkan diareal terbuka
selama 6 bulan, mulai dari bulan Juli 2012 sampai dengan bulan Januari 2013.
Gambar 1. Cara Pengujian terhadap Cuaca (weathering Test)
Pengujian Kualitas Papan Komposit Setelah Pemaparan
Pengujian sifat fisis dan mekanis dilaksanakan berdasarkan standar
Japanese Industrial Standard (JIS) A 5905-2003 hardboard S20dan JIS A 59082003 paticleboards type 13. Parameter kualitas sifat fisis papan komposit yang
diuji adalah kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal. Untuk
sifat mekanis yang diuji adalah MOR (Modulus Of Rupture), dan MOE (Modulus
Of Elastisiticity). Nilai standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 59082003 paticleboards type 13 ditampilkan pada Tabel 1.
23
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. Nilai standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003
paticleboards type 13.
No.
Sifat Fisis Mekanis
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kerapatan (g/cm3)
Kadar Air (%)
Daya Serap Air (%)
Pengembangan Tebal (%)
MOR (Mpa)
MOE(Gpa)
JIS A 5905-2003
hardboard S20
≥ 0,8
5-13
≤ 30
Tidak dipersyaratkan
≥ 20,378
Tidak dipersyaratkan
JIS A 5908-2003
paticleboards type 13
0,4-0,9
5-13
Tidak dipersyaratkan
≤ 12
≥ 13,252
≥ 2,548
Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat fisis papan komposit antara lain kerapatan, kadar air, daya
serap air dan pengembangan tebal. Contoh uji yang digunakan adalah contoh uji
bekas pengujian sifat mekanis. Hasil pengujian didapatkan dengan pengukuran
dan perhitungan dengan rumus sebagai berikut:
1. Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara. Ukuran contoh
uji yang digunakan adalah 5cm x 5cm x 1cm. Contoh uji ditimbang beratnya lalu
diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji.
Nilai kerapatan papan komposit selanjutnya dapat dihitung dengan rumus:
Kerapatan (g/cm3) =
Berat(gram)
Volume
(cm3)
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
2. Kadar Air (KA)
Kadar air papan komposit diuji berdasarkan berat awal papan komposit
(BA) dan berat kering oven (BKO) selama 24 jam pada suhu 80 ˚C. Rumus yang
digunakan dalam menghitung kadar air adalah:
Kadar Air (%) =
BABKO
x100%
BKO
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
24
Universitas Sumatera Utara
3. Daya Serap Air
Ukuran contoh uji yang digunkan adalah 18cm x 18cm x 1cm. Pada
penelitian ini, pengujian daya serap air setelah pemaparan tidak dilakukan dengan
merendam contoh uji. Akan tetapi pengujian daya serap air dilakukan selama
pemapran dengan menimbang berat contoh uji sebelum dipaparkan (B1) dan
menimbang contoh uji setiap dua minggu sekali (B2). Hal ini dimaksudkan untuk
melihat fluktuasi daya serap air FPC selama dipaparkan selama 6 bulan. Nilai
daya serap air selanjutnya dihitung dengan rumus:
Daya Serap Air (%) =
B2 B1
x100%
B1
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
4. Pengembangan Tebal
Contoh uji pengembangan tebal sama dengan contoh uji untuk daya serap
air. Pada penelitian ini, pengujian pengembangan tebal sama halnya dengan
pengujian daya serap air. Dimana setelah pemaparan tidak dilakukan dengan
merendam contoh uji. Akan tetapi pengujian pengembangan tebal dilakukan
selama pemaparan dengan mengukur tebal contoh uji sebelum dipaparkan (T1)
dan mengukur tebal contoh uji setiap dua minggu sekali (T2). Hal ini
dimaksudkan untuk melihat fluktuasi pengembangan tebal FPC selama
dipaparkan selama 6 bulan. Nilai pengembangan tebal papan komposit dihitung
berdasarkan rumus:
T T
Pengembangan Tebal (%) = 2 1 x100%
T1
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
25
Universitas Sumatera Utara
Pengujian Sifat Mekanis
1. MOE (Modulus of Elasticity)
Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan
patah dengan memakai contoh uji yang sama. Ukuran contoh uji adalah 18cm x
5cm x 1cm. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap
selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan rumus:
MOE
3
PL
4bh3Y
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
Keterangan :
MOE : Modulus lentur (GPa)
ΔP
: Beban sebelum batas proporsi (kg)
L
: Jarak sangga (cm)
ΔY
: Lenturan pada beban (cm)
b
: Lebar contoh uji (cm)
d
: Tebal contoh uji (cm)
2. MOR (Modulus of Rupture)
Pengujian
keteguhan
patah
(MOR)
dilakukan
dengan
menggunakan Universal Testing Machine dengan menggunakan lebar
bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang
dari 15 cm. Nilai MOR dihitung dengan rumus sebagai berikut :
MOR
3PL
2bh2
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
26
Universitas Sumatera Utara
Keterangan :
MOR : Modulus patah (MPa)
P
: Beban Maksimum (kg)
L
: Jarak sangga (cm)
b
: Lebar contoh uji (cm)
d
: Tebal contoh uji (cm)
Gambar 2.Cara Pengujian MOE dan MOR
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial,
dengan faktor perlakuan perbandingan polietilena dengan serat kardus, yaitu
50:50, 60: 40 dan 70: 30, dan faktor kedua yaitu penambahan zat aditif yang
berbeda kadarnya, yaitu 5% dan 7% dari berat biji plastik. Model statistik yang
digunakan adalah:
Yijk = μ + αi + βj + (αβ)ij +Σijk
(Sumber:Hanafiah, 2010)
Keterangan:
Yijk
= Nilai perlakuan pada perbandingan komposisi FPC taraf ke- i , zat aditif
taraf ke-j serta ulangan ke-k
μ
= Nilai rata-rata umum
αi
= Pengaruh perbandingan komposisi FPC taraf ke-i
27
Universitas Sumatera Utara
βj
= Pengaruh penambahan zat aditif taraf ke-j
(αβ)ij = Pengaruh interaksi antara perbandingan komposisi FPC taraf ke-i dengan
zat aditif pada taraf ke-j
Σijk
= Pengaruh galat untuk perbandingan plastik: bahan baku taraf ke-i dan
zat aditif pada taraf ke-j serta ulangan ke-k.
Hipotesis yang digunakan adalah :
H0
: Perbedaan perbandingan komposisi bahan baku dan zat aditif serta
interaksi kedua faktor tersebut tidak berpengaruh pada sifat fisis dan
sifat mekanis papan komposit setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan.
H1
: Perbedaan perbandingan komposisi bahan baku dan zat aditif serta
interaksi kedua faktor tersebut berpengaruh pada sifat fisis dan sifat
mekanis papan komposit setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan.
Untuk mengetahui pengaruh pemaparan cuaca dari perlakuan-perlakuan
yang diberikan, dilakukan analisis keragaman dengan kriteria uji jika F hitung ≤ F
tabel maka H0 diterima dan jika F hitung > F tabel maka H0 ditolak. Untuk
mengetahui taraf perlakuan mana yang berpengaruh di antara faktor perlakuan
setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan, jika berpengaruh nyata maka pengujian
dilanjutkan dengan menggunakan Uji Wilayah Berganda DMRT (Duncan
Multiple Range Test).
28
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian Sifat Fisis Fiber Plastic Composite (FPC)
Sifat fisis papan komposit yang diuji antara lain, kerapatan, kadar air, daya
serap air, dan pengembangan tebal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat
perbedaan terhadap masing-masing sifat fisis papan komposit plastik yang
dihasilkan untuk setiap perlakuan, baik sebelum pemaparan terhadap cuaca
maupun setelah pemaparan terhadap cuaca selama 6 bulan.
Kerapatan
Kerapatan
merupakan
salah
satu
sifat
fisis
yang menunjukkan
perbandingan antara massa benda terhadap volumenya. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa nilai kerapatan FPC sebelum pemaparan berkisar antara
0,90 – 0,97 g/cm3. Sedangkan setelah pemaparan 6 bulan nilai kerapatan FPC
berkisar antara 0,81 – 0,93 g/cm3 . Hasil pengujian kerapatan secara lengkap
disajikan pada Gambar 3.
0,84
0,95
0,97
0,93
0,94
0,85
0,96
0,84
0,90
0,84
0,81
Kerapatan(gr/cm³)
1,00
0,92
1,20
0,80
JIS A 5908-2003
0,4-0,9 (g/cm3)
JIS A 5905-2003
≥ 0.8 (g/cm3)
0,60
MAH 5%, 0BULAN
MAH 5%, 6BULAN
0,40
MAH 7%, 0BULAN
MAH 7%, 6BULAN
0,20
50:50
60:40
70:30
Komposisi Polietilena:Serat Kardus
Gambar 3. Grafik Nilai Kerapatan FPC Sebelum dan Setelah Pemaparan
29
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3 menunjukkan bahwa nilai kerapatan tertinggi sebelum
pemaparan terdapat pada perbandingan 70:30 dengan penambahan MAH 5%,
sedangkan nilai kerapatan terendah terdapat pada perbandingan 50:50 dengan
penambahan MAH 7%. Setelah pemaparan 6 bulan, nilai kerapatan tertinggi
terdapat pada perbandingan 70:30 dengan penambahan MAH 5%, sedangkan nilai
kerapatan terendah terdapat pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH
5%.
Maloney (1993) menyatakan bahwa pembagian papan partikel berdasarkan
kerapatannya adalah papan partikel kerapatan rendah (0,80 g/cm3), berdasarkan
pembagian tersebut nilai kerapatan FPC sebelum maupun setelah pemaparan
tergolong ke dalam kerapatan tinggi. Nilai kerapatan yang tinggi disebabkan
karena ikatan antar serat dan plastik lebih kompak dengan adanya penambahan
MAH pada FPC. Hal ini sesuai dengan pernyataan Youngquist (1995) yang
menyatakan bahwa pemberian aditif dapat meningkatkan ikatan antara
thermoplastic dan komponen kayu yang menyebabkan rantai polietilena dan
maleat anhidrida menjadi terikat sehingga kerapatan papan yang dihasilkan tinggi.
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai rerata kerapatan papan
komposit setelah pemaparan selama 6 bulan mengalami penurunan yang tidak
terlalu besar nilainya, penurunan kerapatan tertinggi setelah pemaparan terdapat
pada perbandingan 50:50 dengan MAH 5% dengan nilai sebesar 0,81 gr/cm³, dan
penurunan kerapatan terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan
penambahan MAH 5% dengan nilai sebesar 0,93 gr/cm³. Hal ini dipengaruhi oleh
perbandingan antara plastik dan serat pada FPC serta sifat serat yang lebih mudah
30
Universitas Sumatera Utara
mengalami degradasi karena pengaruh lingkungan luar dibandingkan plastik. FPC
dengan komposisi plastik yang lebih banyak memiliki nilai kerapatan yang lebih
tinggi dibandingkan FPC dengan komposisi plastik yang lebih sedikit, hal ini
terjadi karena pada komposisi plastik yang lebih banyak serat dapat ditutupi
seluruhnya oleh plastik. Sehingga ketika dipaparkan terhadap cuaca, FPC pada
perbandingan plastik yang lebih banyak akan mengalami sedikit penurunan
kerapatan. Hal ini sesuai dengan Kyosov (2007) yang menyatakan bahwa ukuran
partikel dan komposisi bahan baku akan mempengaruhi sifat fisis dan mekanis
produk yang dihasilkan. Dan menurut Najafi et al (2008) untuk mendapatkan
produk komposit plastik yang maksimal, jumlah matriks plastik yang digunakan
harus lebih dari 50%.
Penurunan kerapatan FPC setelah pemaparan disebabkan oleh adanya
interaksi dari berbagai faktor cuaca seperti kombinasi sinar matahari, curah hujan,
variasi suhu dan kelembaban yang mengakibatkan terkikisnya permukaan papan
sehingga memudahkan air untuk masuk ke dalam papan. Hal ini sesuai dengan
pernyataan Sudiyani et al., (2003) yang menyatakan bahwa deteriorasi yang cepat
akibat pemaparan pada lingkungan luar (outdoor) merupakan kerugian utama dari
penggunaan kayu dan wood based materials untuk aplikasi struktural dan teknik,
penyinaran matahari yang mengandung UV adalah faktor dominan yang
menyebabkan depolimerisasi lignin dalam matriks dinding sel yang kemudian
hilang atau tercuci karena hujan.
Berdasarkan standar yang diacu pada penelitian ini, yaitu JIS A 5905-2003
mensyaratkan nilai kerapatan ≥0.8 g/cm3 dan JIS A 5908-2003 mensyaratkan
nilai kerapatan 0.4-0.9 g/cm3, sehingga nilai kerapatan FPC yang dihasilkan untuk
31
Universitas Sumatera Utara
semua perlakuan memenuhi nilai yang dipersyaratkan baik sebelum dilakukan
pemaparan maupun setelah dipaparkan terhadap cuaca selama 6 bulan.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam (Lampiran 10) menunjukkan bahwa
sebelum pemaparan, perlakuan komposisi bahan baku FPC, konsentrasi MAH dan
interaksi kedua faktor tersebut tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan
komposit yang dihasilkan. Namun, setelah pemaparan selama 6 bulan hasil
analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan penambahan MAH
berpengaruh nyata terhadap kerapatan FPC. Berdasarkan hasil uji lanjut DMRT
menunjukkan bahwa perbandingan komposisi bahan baku dan penambahan MAH
tidak berbeda nyata terhadap kerapatan FPC setelah pemaparan 6 bulan. Sehingga
disimpulkan bahwa perlakuan yang diberikan belum menghasilkan nilai
Kerapatan yang berbeda secara signifikan.
Kadar Air
Kadar air adalah banyaknya kandungan air yang terdapat di dalam kayu
dibandingkan berat kering tanur yang dinyatakan dalam persen (Bowyer dkk,
2003). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kadar air FPC sebelum
dilakukan pemaparan berkisar antara 0,010 – 0,233%. Sedangkan setelah
pemaparan selama 6 bulan, nilai kadar air berkisar antara 0,009 – 0,029%. Hasil
pengujian kadar air pada penelitian ini secara lengkap disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4 menunjukkan bahwa
sebelum pemaparan, nilai kadar air
tertinggi terdapat pada perbandingan 60:40 dengan penambahan MAH 7%, dan
nilai kadar air terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan penambahan
MAH 7%. Sedangkan setelah pemaparan 6 bulan, nilai kadar air tertinggi terdapat
32
Universitas Sumatera Utara
pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH 7% dan nilai kadar air
0,233
0,200
JIS A 5905-2003,
JIS A 5908-2003
5-13%
Kadar Air (%)
0,157
0,200
0,150
0,093
0,100
MAH 5%,6 BULAN
0,009
0,011
0,014
MAH 7%,6 BULAN
0,016
0,029
MAH 7%,0 BULAN
0,020
0,050
MAH 5%,0 BULAN
0,010
0,250
0,210
terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan penambahan MAH 7%.
0,000
50:50
60:40
70:30
Komposisi Polietilena:Serat Kardus
Gambar 4. Grafik Nilai Kadar Air FPC Sebelum dan Setelah Pemaparan
Hasil penelitian juga menunjukkan nilai kadar air FPC mengalami
penurunan setelah pemaparan selama 6. Hal Ini disebabkan bahan baku FPC yang
terdiri dari polietilena daur ulang yang bersifat hidrofobik dan serat kardus yang
hidrofilik dapat diatasi dengan penambahan MAH yang berperan sebagai
compatibilizer. Kombinasi antara polietilena dan serat kardus serta penambahan
MAH akan meningkatkan kekompakan antara plastik dan serat yang digunakan,
sehingga mengahambat air atau uap air untuk masuk ke dalam FPC. Menurut
Okamoto (2000) plastik daur ulang yang digunakan memiliki sifat dapat menolak
air (water resistant) diharapkan dapat meningkatkan kualitas papan komposit
yang dibuat. Dimana bahan dasar serat kardus yang bersifat menyerap air
(hidropobik) akan ditutupi oleh plastik, sehingga dalam pengujian fisis yang akan
dilakukan, hasil kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, dan kembang susut
papan komposit plastik yang dihasilkan sesuai dengan standar yang diacu.
33
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan standar yang diacu dalam penelitian ini, yaitu JIS A 59052003 dan JIS A 5908-2003 mensyaratkan kadar air 5-13%. Hal ini berarti nilai
kadar air FPC sebelum maupun sesudah pemaparan selama 6 bulan tidak
memenuhi standar yang dipersyaratkan. Akan tetapi, dengan rendahnya nilai
kadar air pada contoh uji baik sebelum maupun sesudah dipaparkan selama 6
bulan, dapat dikatakan contoh uji ini cocok digunakan untuk penggunaan luar
ruangan, karena contoh uji tidak mudah menyerap air.
Hal yang menyebabkan nilai kadar air tidak memenuhi standar diduga
karena penggunaan matriks yang semakin banyak akan membuat papan yang
dihasilkan lebih rapat dan penyerapan air jauh lebih rendah. Selain itu, dengan
adanya penambahan MAH sebagai compatibilizer akan menghasilkan FPC
dengan nilai kerapatan yang tinggi dan nilai kadar air FPC yang rendah. Menurut
Ruhendi et al (2007) kadar air papan partikel dipengaruhi oleh kerapatannya,
papan dengan kerapatan tinggi memiliki ikatan antara molekul partikel dengan
molekul perekat yang terbentuk dengan kuat sehingga molekul air sulit mengisi
rongga yang terdapat dalam papan partikel karena telah terisi dengan molekul
perekat.
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran
10) menunjukkan bahwa
perbandingan serat kardus dan plastik, penambahan MAH dan interaksi kedua
faktor tersebut tidak berpengaruh nyata terhadap pengujian kadar air sebelum
maupun setelah pemaparan 6 bulan. Artinya, faktor perlakuan yang diberikan
menghasilkan nilai kadar air yang belum berbeda secara signifikan.
34
Universitas Sumatera Utara
Daya Serap Air
Daya serap air menyatakan banyaknya air yang diserap oleh air contoh uji
dalam persen terhadap berat awalnya (Massijaya et al., 1999). Hasil penelitian
menunjukkan bahwa nilai daya serap air FPC sebelum dilakukan pemaparan
berkisar antara 1,20 – 2,77%. Sedangkan setelah pemaparan selama 6 bulan, nilai
daya serap air berkisar antara 0,03 – 1,76%. Grafik pengujian daya serap air
1
MAH 5%,0 BULAN
1,20
0,93
MAH 5%,6 BULAN
MAH 7%,0 BULAN
0,03
0,09
0,25
MAH 7%,6 BULAN
0,09
2
1,82
2,20
2,55
2,57
JIS A 5905-2003 ≤30%
1,76
Daya Serap Air (%)
3
2,77
sebelum dan setelah pemaparan dapat dilihat pada Gambar 5.
0
50:50
60:40
70:30
Komposisi Polietilena: Serat Kardus
Gambar 5. Grafik Nilai Daya Serap Air FPC Sebelum dan Setelah Pemaparan
Gambar 5 menunjukkan bahwa sebelum pemaparan, nilai daya serap air
serap air tertinggi terdapat pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH
7%, dan nilai daya serap air terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan
penambahan MAH 7%. Sedangkan setelah pemaparan 6 bulan, nilai daya serap air
tertinggi terdapat pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH 5%, dan
nilai daya serap air terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan
penambahan MAH 7%. Pada penelitian ini, setiap dua minggu sekali dilakukan
pengukuran daya serap air. Hal ini dimaksudkan untuk melihat fluktuasi daya
serap air yang terjadi selama pemaparan. Fluktuasi daya serap air dan kondisi
35
Universitas Sumatera Utara
cuaca (curah hujan, suhu maksimum, suhu minimum dan kelembaban relatif)
selama pemaparan disajikan pada Gambar 6 dan Gambar 7.
Daya Serap Air (%)
3
PE:SK 50:50
PE:SK 60:40
PE:SK 70:30
2
1
0
0
2
4
6
8
10
-1
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (minggu)
(a)
3
PE:SK 50:50
PE:SK 60:40
PE:SK 70:30
Daya Serap Air (%)
2
1
0
0
2
4
6
8
-1
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (minggu))
(b)
Gambar 6. Grafik Fluktuasi Daya Serap Air FPC selama Pemaparan : a) dengan
Aditif MAH 5%; b) dengan Aditif MAH 7%
100
80
Curah Hujan (mm)
Suhu Minimum (°C)
Suhu Maksimum (°C)
Kelembaban (%)
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (Minggu)
Gambar 7. Grafik Fluktuasi Curah Hujan, Suhu Maksimum, Suhu Minimum dan
Kelembaban Relatif selama Pemaparan (Sumber: BMKG, 2013)
36
Universitas Sumatera Utara
Gambar 6 menunjukkan bahwa fluktuasi daya serap air untuk semua
perlakuan cenderung menurun pada bulan pertama dan gambar menunjukkan
fluktuasi yang tidak konstan seiring dengan bertambahnya waktu pemaparan. Hal
ini diduga dipengaruhi oleh kondisi cuaca yang dapat berubah-ubah sewaktuwaktu (Gambar 7), perubahan variabel suhu (curah hujan, suhu dan kelembaban)
akan berpengaruh langsung terhadap FPC. Ketika FPC terpapar oleh kelembaban
udara atau ketika terjadi hujan, maka komponen serat pada FPC yang bersifat
hidrofilik akan mengembang dan sebaliknya ketika suhu udara cukup tinggi maka
komponen serat akan menyusut. Pengembangan dan penyusutan komponen serat
pada FPC ini akan menimbulkan tegangan internal, sehingga ketika variabel cuaca
berubah seiring dengan bertambahnya waktu pemaparan, maka retak mikro akan
muncul pada permukaan FPC. Menurut Stark dan Clemons (2002) retak mikro
yang timbul pada komposit akibat proses pengembangan dan penyusutan
komponen serat dapat berkontribusi untuk penetrasi air dan sinar UV yang lebih
dalam pada komposit dan memicu terjadinya reaksi oksidasi yang akan
menimbulkan penurunan sifat mekanik .
Pada gambar 6 juga dapat dilihat bahwa FPC pada perbandingan 50:50
dengan penambahan MAH 5% dan 7% cenderung memiliki nilai daya serap air
lebih tinggi dibandingkan pada perbandingan 60:40 dan 70:30. Hal ini disebabkan
perbedaan perbandingan serat dan plastik pada FPC. FPC pada perbandingan serat
yang lebih banyak memiliki nilai daya serap air yang lebih besar dibandingkan
dengan FPC dengan perbandingan serat yang lebih sedikit. Akan tetapi, nilai daya
serap air untuk semua perlakuan tergolong rendah. Menurut English dan Falk
(1996) komposit serat plastik
memiliki sifat menyerap air yang rendah dan
37
Universitas Sumatera Utara
peningkatan kadar serat secara substansial dapat menurunkan nilai ekspansi termal
akan tetapi dapat meningkatkan nilai daya serap air karena sifat serat yang
hidrofilik.
Nilai daya serap air yang rendah meskipun setelah pemaparan diduga
karena perbandingan matriks yang lebih besar daripada serat serta penambahan
MAH yang dapat mengikat matriks plastik dan serat kardus sehingga papan yang
dihasilkan lebih menyatu dan kompleks yang mengakibatkan air sukar masuk ke
dalam papan tersebut. Hal ini sesuai dengan penelitian Johnson et al. (1996) yang
menyatakan bahwa tingkat penyerapan air akan berbeda tergantung pada tingkat
pembebanan dan jenis matriks yang digunakan. Hasil penelitian mereka
menunjukkan bahwa komposit dengan 30% serat memiliki penyerapan air yang
lebih rendah dibandingkan dengan 50% serat. Perbedaan yang signifikan
ditunjukkan pada matriks yang digunakan pada komposit yaitu polipropilen dan
polietilen. Komposit dengan matriks polietilen masih menyerap air pada akhir
pengujian sementara komposit dengan matriks polipropilen tidak lagi menyerap
air.
Standar JIS A 5905-2003 yang mensyaratkan nilai daya serap air ≤ 30%
sedangkan pada JIS A 5908-2003 nilai daya serap air tidak dipersyaratkan,
sehingga nilai daya serap air untuk semua perlakuan memenuhi standar. Hasil
analisis sidik ragam (Lampiran 10) menunjukkan bahwa perbandingan serat
kardus dan plastik, penambahan MAH dan interaksi kedua faktor tersebut tidak
berpengaruh nyata terhadap pengujian daya serap air sebelum maupun setelah
pemaparan 6 bulan. Artinya, faktor perlakuan yang diberikan menghasilkan nilai
daya serap air yang belum berbeda secara signifikan.
38
Universitas Sumatera Utara
Pengembangan Tebal
Sifat pengembangan tebal merupakan salah satu sifat fisis yang akan
menentukan apakah suatu papan dapat digunakan untuk keperluan interior
ataupun eksterior. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai pengembangan tebal
FPC sebelum dilakukan pemaparan berkisar antara 5,72 – 10,25%. Sedangkan
setelah pemaparan selama 6 bulan, pengembangan tebal berkisar antara 0,86 –
6,18%. Grafik nilai pengembangan tebal sebelum dan setelah pemaparan dapat
JIS A 5908-2003 ≤ 12
9,95
10,12
5,77
5,27
5,72
5,26
MAH 5%,0 BULAN
MAH 5%,6 BULAN
3,30
6
6,14
9
6,18
MAH 7%,0 BULAN
3
0,86
1,60
Pengembangan Tebal (%)
12
10,25
dilihat pada Gambar 8.
MAH 7%,6 BULAN
0
50:50
60:40
70:30
Komposisi Polietilena: Serat Kardus
Gambar 8. Grafik Nilai Pengembangan Tebal FPC Sebelum dan Setelah
Pemaparan
Gambar 8 menunjukkan bahwa sebelum pemaparan, nilai pengembangan
tebal tertinggi terdapat pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH 5%,
dan nilai pengembangan tebal terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan
penambahan MAH 5%. Sedangkan setelah pemaparan 6 bulan, nilai
pengembangan tebal tertinggi terdapat pada perbandingan 50:50 dengan
penambahan MAH 5%, dan nilai pengembangan tebal terendah terdapat pada
perbandingan 70:30 dengan penambahan MAH 7%. Sama halnya dengan
39
Universitas Sumatera Utara
pengujian daya serap air, setiap dua minggu sekali juga dilakukan pengukuran
pengembangan tebal. Fluktuasi pengembangan tebal dan kondisi cuaca (curah
hujan, suhu maksimum, suhu minimum dan kelembaban relatif) selama
Pemaparan disajikan pada Gambar 9 dan Gambar 10.
Pengembangan Tebal(%)
12
10
8
6
PE:SK 50:50
PE:SK 60:40
PE:SK 70:30
4
2
0
-2
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20
Waktu Pemaparan (Minggu)
22
24
26
(a)
Pengembangan Tebal(%)
12
10
8
PE:SK 50:50
PE:SK 60:40
PE:SK 70:30
6
4
2
0
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (Minggu)
(b)
Gambar 9. Grafik Fluktuasi Pengembangan Tebal FPC selama Pemaparan : a)
dengan Aditif MAH 5%; b) dengan Aditif MAH 7%
100
80
Curah Hujan (mm)
Suhu Minimum (°C)
Suhu Maksimum (°C)
Kelembaban (%)
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (Minggu)
Gambar 10. Grafik Fluktuasi Curah Hujan, Suhu Maksimum, Suhu Minimum dan
Kelembaban Relatif selama Pemaparan (Sumber: BMKG, 2013)
40
Universitas Sumatera Utara
Gambar 9 menunjukkan bahwa fluktuasi pengembangan tebal untuk
semua perlakuan cenderung menurun pada bulan pertama dan gambar
menunjukkan fluktuasi yang tidak konstan seiring dengan bertambahnya waktu
pemaparan. Sama halnya dengan fluktuasi daya serap air, fluktuasi pengembangan
tebal juga dipengaruhi oleh kondisi cuaca yang dapat berubah sewaktu-waktu
(Gambar 10), sehingga menyebabkan FPC mengalami pengembangan dan
penyusutan secara bergantian sesuai dengan perubahan cuaca.
Pada gambar 9 juga dapat dilihat bahwa nilai pengembangan tebal pada
perbandingan 50:50 lebih besar dibandingkan pada perbandingan 60:40 dan
70:30. Hal ini disebabkan karena perbandingan jumlah serat pada perbandingan
50:50 lebih besar dibandingan pada perbandingan 60:40 dan 70:30 sehingga dapat
disimpulkan bahwa banyaknya komposisi serat pada FPC akan mempengaruhi
nilai pengembangan tebal dan nilai pengembangan tebal pada FPC sejalan dengan
daya serap air FPC.
Berdasarkan standar JIS A 5905-2003, nilai pengembangan tebal tidak
dipersyaratkan sedangkan standar JIS A 5908-2003 nilai yang dipersyaratkan
< 12%, hal ini berarti FPC memenuhi standar untuk pengembangan tebal baik
sebelum pemaparan maupun setelah pemaparan 6 bulan. Rendahnya nilai
pengembangan tebal mengindikasikan bahwa FPC yang dihasilkan memiliki
stabilitas dimensi yang tinggi, sehingga FPC dapat direkomendasikan untuk
penggunaan eksterior.
Penggunaan plastik yang menolak air dan penambahan MAH mampu
meningkatkan ikatan antar kedua bahan baku sehingga FPC yang dihasilkan
memiliki stabilitas dimensi tinggi. Hal ini diperkuat oleh pernyataan dari
41
Universitas Sumatera Utara
Febrianto et al., (2006) yang menyatakan pemberian bahan penambah (aditif)
terhadap
produk
komposit
bertujuan
untuk
meningkatkan
kekompakan
(compatibilizer) dan daya ikatan rekat antar komponen penyusun papan sehingga
tidak membentuk rongga pada produk yang dihasilkan. Hasil analisis sidik ragam
(Lampiran 10) menunjukkan bahwa perbandingan serat kardus dan plastik,
penambahan MAH dan interaksi kedua faktor tersebut tidak berpengaruh nyata
terhadap pengembangan tebal baik sebelum maupun setelah pemaparan 6 bulan.
Artinya, faktor perlakuan yang diberikan menghasilkan nilai pengembangan tebal
yang belum berbeda secara signifikan.
Pengujian Sifat Mekanis
Sifat mekanis papan komposit plastik merupakan hal yang sangat penting
untuk menentukan nilai kekuatan dari produk komposit yang dihasilkan.
Pengujian sifat mekanis yang dilakukan pada penelitian ini adalah pengujian
MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture). Berdasarkan hasil
pengujian yang diperoleh akan diketahui aplikasi penggunaaan terbaik dari produk
komposit yang dihasilkan.
MOE (Modulus of Elasticity)
Modulus of Elasticity (MOE) merupakan besaran dalam bidang teknik
yang menunjukkan ukuran ketahanan material (dalam hal ini papan komposit
plastik) menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah) (Massijaya et al.,
1999). MOE adalah indikator dalam menetukan besarnya kemampuan papan
komposit plastik dalam menahan beban. Hasil peneliti
56
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 1. Data Hasil Sifat Fisis Pengukuran Kerapatan dan Kadar Air FPC Sebelum Pemaparan
Polietilena
Kardus
50:50
: Zat Aditif
MAH
BP
5%
15%
Dimensi Awal
Ulangan
1
2
3
P (cm)
L (cm)
T (cm)
Volume Berat
(cm³)
(gr)
8.21
8.16
8.16
8.17
8.16
8.14
0.77
0.75
0.88
51.64
66.58
58.45
51.05
51.60
57.75
Awal
Berat
oven
(gr)
51.15
51.70
57.90
Rata-Rata
60:40
5%
15%
1
2
3
8.15
8.14
8.16
8.17
8.16
8.15
0.70
0.19
0.82
46.74
60.71
54.50
43.90
50.85
58.45
45.60
53.05
56.40
Rata-Rata
70:30
5%
15%
1
2
3
8.15
8.16
8.15
8.16
8.19
8.16
0.53
0.89
0.66
35.20
59.47
43.89
45.60
52.80
56.40
39.50
49.55
45.90
Rata-Rata
50:50
7%
15%
1
2
3
8.13
8.14
8.16
8.16
8.14
8.16
0.78
0.78
0.87
51.77
51.69
57.92
50.60
58.55
46.85
43.95
50.9
58.5
Rata-Rata
60:40
7%
15%
1
2
3
8.15
8.16
8.13
8.16
8.16
8.13
0.87
0.89
0.73
57.85
59.26
58.25
39.50
49.25
45.85
59.70
58.75
46.90
Rata-Rata
70:30
7%
15%
1
2
8.16
8.16
8.16
8.16
0.88
0.68
58.59
45.27
51.70
46.30
51.70
46.30
Rata-Rata
Kadar
Kerapatan
Air
(gr/cm³)
(%)
0.190
0.99
0.190
0.78
0.250
0.99
0.92
0.98
0.87
1.03
0.96
1.10
0.80
1.00
0.97
0.85
0.98
1.01
0.90
1.03
0.99
0.81
0.94
0.88
1.02
0.95
0.210
0.110
0.090
0.080
0.093
0.00
0.470
0.000
0.157
0.160
0.340
0.100
0.200
0.000
0.600
0.100
0.233
0.000
0.020
0.010
57
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 2. Data Hasil Sifat Fisis Pengukuran Kerapatan dan Kadar Air FPC Setelah Pemaparan 6 Bulan
Polietilena
Kardus
: Zat Aditif
MAH
BP
Dimensi Akhir
Ulangan
P
L
T
Volume Berat
(cm³)
(gr)
Awal Berat
oven (gr)
50:50
5%
15%
1
2
3
5.32
5.33
5.33
5.02
5.03
5.02
0.88
0.95
0.94
23.53
25.39
25.23
19.54
18.48
22.14
19.04
18.19
21.74
Rata-Rata
60:40
5%
15%
1
2
3
5.34
5.32
5.33
5.02
5.02
5.01
0.86
0.85
0.87
23.16
22.61
22.40
18.61
18.47
20.11
18.33
18.14
19.81
Rata-Rata
70:30
5%
15%
1
2
3
5.33
5.32
5.31
5.03
5.03
5.02
0.93
0.83
0.89
0.85
0.86
0.99
22.90
19.73
23.22
22.39
19.54
23.00
Rata-Rata
50:50
7%
15%
1
2
3
5.34
5.32
5.34
5.01
5.01
5.01
0.95
0.92
0.98
20.21
20.01
24.09
20.21
20.01
24.09
20.03
19.12
23.34
Rata-Rata
60:40
7%
15%
1
2
3
5.32
5.33
5.34
5.03
5.01
5.03
1.08
0.87
0.86
28.91
23.15
23.03
22.64
19.46
21.41
22.30
19.28
21.23
Rata-Rata
70:30
7%
15%
1
2
5.33
5.32
5.01
5.03
0.90
0.87
23.90
23.33
18.14
21.30
17.98
21.12
Rata-Rata
Kadar
Kerapatan
Air
(gr/cm³)
(%)
0.83
0.026
0.73
0.016
0.88
0.018
0.81
0.020
0.80
0.015
0.82
0.018
0.90
0.015
0.84
0.016
0.85
0.023
0.86
0.010
0.99
0.010
0.93
0.014
0.80
0.009
0.82
0.047
0.92
0.032
0.84
0.029
0.78
0.015
0.84
0.009
0.93
0.008
0.85
0.01
0.76
0.009
0.91
0.009
0.84
0.009
58
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 3. Data Hasil Sifat Fisis Pengukuran Daya Serap Air dan Pengembalan Tebal FPC Sebelum Pemaparan
Polietilena
Kardus
50:50
: Zat Aditif
MAH
5%
BP
15%
Ulangan
B1 (g)
B2 (g)
T1 (cm)
T2
(cm)
Daya Serap Pengembangan
Air (%)
Tebal (%)
1
2
3
19.55
23.15
19.20
20.00
23.80
19.70
0.71
0.93
0.72
0.79
1.03
0.78
2.30
2.81
2.60
2.57
5.71
1.12
0.82
2.55
1.45
3.17
0.84
1.82
3.06
2.74
2.51
2.77
2.41
1.63
2.56
2.20
1.54
0.87
1.20
Rata-Rata
60:40
5%
15%
1
2
3
18.40
17.90
18.20
19.45
18.10
18.35
0.72
0.77
0.75
0.74
0.85
0.78
Rata-Rata
70:30
5%
15%
1
2
3
18.40
17.90
18.20
17.50
19.55
18.00
0.72
0.77
0.75
0.74
0.85
0.78
Rata-Rata
50:50
7%
15%
1
2
3
16.35
18.25
17.95
16.85
18.75
18.40
0.67
0.65
0.70
0.72
0.69
0.82
Rata-Rata
60:40
7%
15%
1
2
3
0.88
0.80
0.99
7%
15%
1
2
21.25
18.70
24.00
21.25
19.75
17.45
0.81
0.75
0.96
Rata-Rata
70:30
20.75
18.40
23.40
20.75
19.45
17.30
0.82
0.75
0.86
0.80
Rata-Rata
11.27
10.75
8.33
10.12
7.79
16.44
5.63
9.95
2.78
10.39
4.00
5.72
7.46
6.15
17.14
10.25
8.64
6.67
3.13
6.14
4.88
6.67
5.77
59
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 4. Data Hasil Sifat Fisis Pengukuran Daya Serap Air dan Pengembalan Tebal FPC Setelah Pemaparan 6 Bulan
Polietilena
Kardus
50:50
: Zat Aditif
MAH BP
5%
15%
Ulangan B1 (g)
B2 (g)
T1 (cm)
T2 (cm)
1
2
3
73.49
67.41
63.36
68.02
64.05
74.58
0.83
0.86
0.72
0.88
0.84
0.83
Rata-Rata
60:40
5%
15%
1
2
3
70.32
63.44
76.98
70.74
63.55
76.97
0.73
0.91
0.80
0.76
0.89
0.86
Rata-Rata
70:30
5%
15%
1
2
3
76.54
62.90
66.49
76.75
62.81
66.59
0.88
0.92
0.92
0.96
0.93
0.97
Rata-Rata
50:50
7%
15%
1
2
3
63.17
72.44
82.61
63.34
73.05
84.00
0.97
0.83
0.83
1.07
0.76
0.87
Rata-Rata
60:40
7%
15%
1
2
3
76.54
62.90
66.49
76.75
62.81
66.59
0.97
0.83
0.83
1.07
0.76
0.87
Rata-Rata
70:30
7%
15%
1
2
67.61
66.63
67.78
66.50
0.83
0.90
0.85
0.90
Rata-Rata
Daya Serap Pengembangan
Air (%)
Tebal (%)
-7.44
-4.98
17.71
1.76
0.60
0.17
-0.01
0.25
0.27
-0.14
0.15
0.09
0.27
0.84
1.68
0.93
0.27
-0.14
0.15
0.09
0.25
-0.20
0.03
6.06
-2.22
14.70
6.18
9.62
1.06
5.10
5.26
9.62
1.06
5.10
5.27
4.69
-2.25
7.46
3.30
-0.50
1.11
4.19
1.60
1.56
0.17
0.86
60
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 5. Data Hasil Pengukuran Daya Serap Air Selama Pemaparan 6 Bulan
Waktu Pemaparan (Minggu)
50:50
60:40
Zat Aditif
MAH BP
(%)
(%)
5
15
5
15
70:30
50:50
60:40
70:30
5
7
7
7
Polietilena:
Kardus
15
15
15
15
0
2
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
2.57 1.75 0.26
2.55 1.42 0.12
0.41
0.22
1.14
0.60
0.65
0.06
0.96
0.51
0.35
0.10
0.45
0.18
-0.24
-0.19
0.65
0.32
1.40
0.86
0.09
0.10
1.76
0.25
1.82
2.77
2.20
1.20
0.11
0.31
0.30
0.10
0.35
0.83
0.68
0.15
-0.03
0.02
0.03
0.08
0.47
1.62
1.18
0.16
-0.13
0.45
0.19
0.00
-0.12
0.87
0.55
0.13
0.10
-0.09
-0.07
-0.02
0.03
0.29
0.09
-0.17
0.38
-0.13
-0.08
-0.05
0.17
0.33
0.22
0.07
0.09
0.93
0.09
0.03
0.96
1.09
1.00
0.87
4
0.28
0.63
0.10
0.52
Lampiran 6. Data Hasil Pengukuran Pengembangan Tebal Selama Pemaparan 6 Bulan
Waktu Pemaparan (Minggu)
50:50
Zat Aditif
MAH BP
(%)
(%)
5
15
60:40
5
70:30
Polietilena:
Kardus
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
10.12 9.08 6.98
4.66
4.81
1.21
2.88
1.08
0.82
-0.07
3.02
2.87
1.19
6.18
15
9.95
5.21 4.31
3.09
2.06
1.02
0.56
1.04
0.25
-1.00
0.97
1.15
0.95
5.26
5
15
5.72
4.11 5.04
1.96
1.48
-0.62
0.39
-0.74
-0.19
-1.37
0.47
0.16
0.18
2.27
50:50
7
15
10.25 9.34 5.64
3.13
4.24
3.04
5.26
0.34
0.77
0.01
1.22
2.50
1.99
3.30
60:40
7
15
6.14
5.49 4.87
0.41
1.68
0.54
2.99
-0.14
0.28
-0.02
0.67
1.71
0.89
1.60
70:30
7
15
5.77
4.78 3.56
0.71
0.16
0.12
0.47
-0.07
-0.39
-0.93
-0.10
0.50
0.62
0.86
61
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 7. Data Curah Hujan, Suhu Maksimum, Suhu Minimum dan Kelembaban Relatif Selama Pemaparan
Tahun 2012
Unsur Iklim
Juli
Agustus
September
Oktober
22
5
19
2
16
30
14
28
Curah Hujan (mm) 0.6
16.4
1.0
Kelembaban (%)
82
81
74
71
81
78
86
80
Suhu Max. (°C)
32.0
30.6
35.2
34.8
32.0
32.7
31.4
32.0
Suhu Min. (°C)
23.2
24.2
23.0
24.2
23.4
23.6
23.0
24.0
Keterangan
: - Tidak ada hujan
0 Ada hujan tapi sangat kecil
Lokasi
: Kecamatan Patumbak dan Sekitarnya
Sumber : Stasiun Klimatologi Kelas IA Sampali, Medan
Lampiran 8. Data hasil pengukuran MOE dan MOR FPC sebelum pemaparan
Nopember
11
25
9.8
85
82
31.6
31.2
24.0
24.2
Desember
9
23
10
0
86
85
30.2
30.0
23.6
23.6
Tahun 2013
Januari
6
20
2.4
76
84
33.4
34.0
24.0
24.0
52
62
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 8. Data Hasil Pengukuran MOE Dan MOR FPC Sebelum Pemaparan 6
Bulan
Polietilena:
kardus
Zat aditif
MAH
BP
Dimensi awal
Pr (cm) Lr (cm) Tr (cm)
18.513 4.952
0.935
18.932 4.943
0.777
18.401 4.952
0.999
15
%
1
2
3
15%
1
2
3
18.881
18.990
18.775
4.959
4.952
4.955
0.947
0.807
1.013
1
2
3
18.795
18.912
18.342
4.945
4.952
4.948
1.031
0.966
0.838
1
2
3
18.990
19.321
18.754
4.945
4.942
4.985
0.999
0.975
1.122
1
2
3
18.790
18.130
18.005
4.948
4.926
4.977
0.896
1.026
0.990
1
2
18.752
18.901
4.926
4.948
0.978
0.839
5%
50:50
Ulangan
Rata-rata
7%
Rata-rata
5%
60:40
15%
Rata-rata
7%
15%
Rata-rata
5%
70:30
15%
Rata-rata
7%
15%
Rata-rata
MOE
(Gpa)
0.0047
0.0062
0.0032
0.0048
0.0042
0.0040
0.0029
0.0037
0.0025
0.0094
0.0066
0.0061
0.0061
0.0050
0.0031
0.0048
0.0042
0.0020
0.0044
0.0035
0.0022
0.0043
0.0033
MOR
(Mpa)
8.443
9.719
6.736
8.299
10.462
10.235
7.395
9.364
7.203
9.642
16.771
11.205
7.560
11.663
15.895
11.706
10.936
13.352
9.946
11.411
8.134
13.342
10.738
63
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 9. Data Hasil Pengukuran MOE Dan MOR FPC Setelah Pemaparan 6
Bulan
Polietilena:
kardus
Zat aditif
MAH
BP
Dimensi awal
Pr (cm) Lr (cm) Tr (cm)
18.513 5.023
0.875
18.932 5.027
0.836
18.401 5.030
0.827
15
%
1
2
3
15%
1
2
3
18.881
18.990
18.775
5.027
5.023
5.030
0.846
0.799
1.064
1
2
3
18.795
18.912
18.342
5.027
5.013
5.007
0.819
0.891
0.858
1
2
3
18.990
19.321
18.754
5.020
5.013
5.013
1.068
0.764
0.867
1
2
3
18.790
18.130
18.005
5.027
5.017
5.013
0.963
0.928
0.968
1
2
18.752
18.901
5.020
5.023
0.847
0.899
5%
50:50
Ulangan
Rata-rata
7%
Rata-rata
5%
60:40
15%
Rata-rata
7%
15%
Rata-rata
5%
70:30
15%
Rata-rata
7%
15%
Rata-rata
MOE
(Gpa)
0.0037
0.0040
0.0062
0.0047
0.0030
0.0023
0.0034
0.0030
0.0018
0.0021
0.0035
0.0025
0.0058
0.0033
0.0043
0.0045
0.0034
0.0037
0.0032
0.0030
0.0030
0.0023
0.0027
MOR
(Mpa)
8.272
5.570
9.611
7.818
9.617
6.726
9.769
8.704
11.898
7.484
13.556
10.979
12.865
6.384
8.390
9,213
6.761
8.465
11.304
8.843
11.859
8.642
10.250
64
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 10. Hasil Analisis Sidik Ragam (ANSIRA) Sifat Fisis FPC
ANSIRA Kerapatan 0 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
JK
0.005
KT
0.002
F.Hitung
0.181
F.Tabel 5%
3.89
tn
Konsenstrasi MAH
1
0.001
0.001
0.058
4.75
tn
Interaksi
Galat
Total
2
11
17
0.004
0.140
15.608
0.002
0.013
0.157
3.89
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA Kerapatan 6 Bulan
SK
Komposisi FPC
Konsenstrasi MAH
Interaksi
Galat
Total
db
JK
2
1
2
11
17
0.003
0.033
0.001
0.042
14.197
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
0.002
0.033
0.001
0.004
0.420
8.771
0.137
3.89
4.75
3.89
tn
*
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
Uji DMRT Kerapatan 6 Bulan
Komposisi FPC
N
50:50
60:40
70:30
6
6
5
Subset
1
0.8903a
0.9223a
0.9232a
Keterangan: setiap nilai yang diikuti huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata
ANSIRA Kadar Air 0 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
Konsenstrasi MAH
1
JK
0.040
0.000
Interaksi
Galat
Total
2
11
17
0.055
0.388
0.904
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
0.020
0.568
3.89
0.000
0.004
4.75
0.028
0.035
0.783
3.89
tn
tn
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
65
Universitas Sumatera Utara
ANSIRA Kadar Air 6 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
Konsenstrasi MAH
1
Interaksi
2
Galat
11
JK
0.000
8.621
5.250
0.000
Total
13.871
17
KT
7.101
8.621
2.625
2.558
F.Hitung
2.776
3.371
0.103
F.Tabel 5%
3.89
4.75
3.89
tn
tn
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA Daya Serap Air 0 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
Konsenstrasi MAH
1
Interaksi
2
Galat
11
Total
17
JK
3.766
0.270
0.471
18.921
108.603
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
1.883
1.095
3.89
0.270
0.157
4.75
0.236
0.137
3.89
1.720
tn
tn
tn
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
1.629
0.046
3.89
0.777
0.022
4.75
1.873
0.053
3.89
35.105
tn
tn
tn
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
26.454
1.564
3.89
9.695
0.573
4.75
11.417
0.675
3.89
16.916
tn
tn
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA Daya Serap Air 6 Bulan
SK
db
Komposisi FPC
2
Konsenstrasi MAH
1
Interaksi
2
Galat
11
Total
17
JK
3.258
0.777
3.747
386.155
398.610
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA Pengembangan Tebal 0 Bulan
SK
db
JK
Komposisi FPC
2
52.909
Konsenstrasi MAH
1
9.695
Interaksi
2
22.834
Galat
11
186.075
Total
17
1444.031
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
66
Universitas Sumatera Utara
ANSIRA Pengembangan Tebal 6 Bulan
SK
Komposisi FPC
Konsenstrasi MAH
Interaksi
Galat
Total
db
JK
KT
2
1
2
11
17
26.870
29.210
3.438
398.444
653.414
13.435
29.210
1.719
36.222
F.Hitung
F.Tabel 5%
0.371
0.806
0.047
3.89
4.75
3.89
tn
tn
tn
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
Lampiran 11. Hasil Analisis Sidik Ragam (ANSIRA) Sifat Mekanis FPC
ANSIRA MOE 0 Bulan
SK
db
JK
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
Komposisi FPC
2
0.118
0.059
1.625
3.89
Konsenstrasi MAH
1
0.034
0.034
0.935
4.75
Interaksi
2
0.008
0.004
0.112
3.89
Galat
11
0.398
0.036
Total
17
3.939
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA MOE 6 Bulan
SK
db
JK
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
Komposisi FPC
2
0.015
0.007
0.876
3.89
Konsenstrasi MAH
1
0.001
0.001
0.131
4.75
Interaksi
2
0.110
0.055
6.479
3.89
Galat
11
0.093
0.008
Total
17
2.313
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
tn
tn
tn
tn
tn
*
Uji DMRT MOE 6 Bulan
Komposisi FPC
N
70:30
60:40
50:50
5
6
6
Subset
1
0.3152a
0.3505a
0.3820a
Keterangan: setiap nilai yang diikuti huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata
67
Universitas Sumatera Utara
ANSIRA MOR 0 Bulan
SK
db
JK
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
Komposisi FPC
2
47.236
23.618
2.869
3.89
Konsenstrasi MAH
1
5.849
5.849
0.711
4.75
Interaksi
2
9.992
4.996
0.607
3.89
Galat
11
90.541
8.231
Total
17
2178.010
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
ANSIRA MOR 6 Bulan
SK
db
JK
KT
F.Hitung F.Tabel 5%
Komposisi FPC
2
10.571
5.285
0.810
3.89
Konsenstrasi MAH
1
0.128
0.128
0.020
4.75
Interaksi
2
8.202
4.101
0.628
3.89
Galat
11
71.782
6.526
Total
17
1543.443
F Hitung > F Tabel = Berpengaruh nyata (*)
F Hitung < F Tabel = Tidak berpengaruh nyata (tn)
tn
tn
tn
tn
tn
tn
68
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 12. Diagram Perubahan Warna FPC Selama Pemaparan 6 Bulan
26
0
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 50:50, MAH 5%
0
26
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 60:40, MAH 5%
26
0
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 70:30, MAH 5%
69
Universitas Sumatera Utara
0
26
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 50:50, MAH 7%
26
0
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 60:40, MAH 7%
0
26
2
24
4
22
20
6
18
8
16
10
14
12
Perbandingan 70:30, MAH 7%
70
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Adriana, 2001. Impregnasi Kayu Kelapa Sawit Mempergunakan Polietilena
Termodifikasi dengan Anhidria Maleat. Tesis. Program Pasca Sarjana
Universitas Sumatera Utara. Medan.
Al-Malaika, S. 1997. Reactive Modifiers Polymers. First Edition. Aston
University Press. Birmingham.
Barone, J.R. 2005, Polyethelene/Keratin Fiber Composite with Varying
Polyethelene Crystallinity. Journal of Composite Part A pp.36. New York.
Batubara, R. 2012. Kualitas Fiber–Plastic Composite dari Kertas Kardus dan
Polietilena (PE) dengan Penambahan Maleat Anhidrida (MAH) dan
Benzoil Peroksida (BP). USU Repository. Medan.
Bierley, A.W., Heat, R.J., and Scott. M.J. 1988. Plastic Materials Properties and
Applications. New York: Chapman and Hall Publishing. New York.
Bilmeyer, W. F. 1994. Textbook of Polymer Science 3rd. Jhon Wiley and Sons.
New York.
BMKG. 2013. Data Iklim Harian Periode Juli 2012 – Januari 2013: Wilayah
Kecamatan Patumbak, Kabupaten Deli Serdang. Stasiun Klimatologi
Kelas IA Sampali. Medan.
Bowyer, J. L., Shmulsky, R., dan Haygreen, J. G. 2003. Forest Products and
Wood Science An Introdution 4th Ed. Iowa State Press A Blackwell Publ.
Amerika Serikat.
English, B.W. and Falk, R. H. 1996. Factors that Affect the Application of
Woodfiber Plastic Composite. in: woodfiber-plastic composite. Forest
Products Society. Pp 169-195. Madiosn.
Falk, R. H.; Lundin, T.; Felton, C. 2000. The Effects of Weathering onWood
Thermoplastic Composites Intended for Outdoor Applications; in
Proceedings, Durability and Disaster Mitigation in Wood-Frame
Housing. pp. 175–179. Madison.
Febrianto, F., Setyawati, D., Karina, M., Bakar, E. D., Hadi, Y. S. 2006. Influence
of Wood Flour and Modifier Contents on The Physical and Mechanical
Properties of Wood Flour-Recycle Polypropylene Composite. Journal of
Biological Sciences 6(2): pp 337-343.
Forest Products Laboratory. 1995. Recycling Research Progress at the Forest
Products Laboratory. U.S. Department of Agriculture, Forest Service,
Forest Products Laboratory. Madison. pp.19.
52
Universitas Sumatera Utara
Han, G. S., H. Ichinose, S. Takase and N. Shiraishi. 1990. Composite of Wood
and Polypropylene III. Mokuzai Gakkaishi, 35: pp 1100-1104. Japan.
Hanafiah, K.A. 2010. Rancangan Percobaan: Teori dan Aplikasi. PT Raja
Grafindo Persada. Jakarta
Japannese Standard Association. 2003. Standard Test Method for Harboard S20
and particle board Type 13 .JIS A 5905 and JIS A 5908. Japan.
Jhonson, A.D., Urich, J.L., Rowell, R.M., Jacobson, R.J and Caufield, D.F. 1996.
Weathering characteristics of fiber-polymer composites In: Fifth
International Conference on Woodfiber-Plastic Composites. Forest
Products Society. Madison,
Klyosov, A. A. 2007. Wood Plastic Composite. Wiley Interscience. Canada.
Lopez, J.L., Sain.M., and Cooper. 2005. Performance of Natural Fiber Plastic
Composite Under Stress for Outdoor Application. Faculty of Forestry.
University of Toronto. Canada.
Lundin, T. Falk, R.H. Felton, C. 2001. Accelerated Weathering of Natural Fiber
Thermoplastic Composites: Effects of Ultraviolet Exposure on Bending
Strength and Stiffness. In: The Sixth International Conference on
Woodfiber-Plastic Composites. Forest Products Society. Madison
Maloney TM. 1993. Modern Particleboard and Dry-Process Fiberboard
Manufacturing. Miller Freeman, Inc. San Fransisco.
Massijaya, M.Y., Y.S. Hadi, B. Tambunan, E.S Bakar, dan I. Sunarni. 1999. Studi
Pembuatan Papan Partikel dari Limbah Kayu dan Plastik Polyestyrene.
Jurnal Teknologi Hasil Hasil Hutan. Volume : 12. No.2. Fakultas
Kehutanan. IPB. Bogor.
Mishra, J.B. Naik, and Patil Y.P. 2000. Compatibilising effect of Maleic
anhydride on swelling and mechanical properties of plant fiber
Reinforced Novolac composites. Journal of Composite. Science and
Technology. volume 60. pp1729.
Mujiarto, I. 2005. Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif.
Medan.http://mesinunimus.files.wordpress.com/2012/12/sifatkarakteristikmaterial-plastik-pdf.medan. [17 [1 Desember 2012].
Najafi,K,S., Ebrahimi. G., Behjati, S. 2008. Nondestructive Evaluation of Wood
Plastic Composites Using Ultrasonic Tecnique. Departement of Wood and
Paper Science and Tecnology, Faculty of Natural Resources and Marine
Sciences, Tarbiat Modares University. Iran.
53
Universitas Sumatera Utara
Okamoto T, Dr. M. Takatani, Dr. T. Kitayama. 2000. Wood-Plastic Composite
Added with Steam-Exploded Wood Flour. Department of Agricultural
Chemistry, Kinki University, Nakamachi, Nara 631-8505 Japan.
Pramuko I Purboputro. 2006. Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Impak
Komposit Enceng Gondok Dengan Matriks Poliester. Media Mesin, Vol.7,
No.2, Juli 2006,70-76. Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Philip M and Attwood J. 2004. Evaluation og Weathering in Mixed Polyethylene
and Polypropylene Products. The Waste and Resources Action
Programme.
Risnasari, I. 2006. Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur Ulang dengan
Penambahan UV Stabilzer Terhadap Cuaca. Tesis Pasca Sarjana Institut
Pertanian Bogor.
Ruhendi, S et al, 2007. Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Sasse HR, Lehmkamper O, Kwasny-Echterhagen R. 1995. Polymer Granulates
for Masonry Mortars and Outdoor Plaster. Chapman & Hall. Pp75-85.
Setyawati, D. 2003. Komposit Serbuk Kayu Plastik Daur Ulang: Teknologi
Alternatif Pemanfaatan Limbah Kayu dan Plastik.
Simonsen J. 1996. The Mechanical Properties of Wood Fiber-Plastic Composite:
Theoritical vs Experimental In: Fourth International Conference on
Woodfiber-Plastic Composites. Forest Products Society. Pp.134-143.
Madison.
Stark N. M., dan Clemons C. M. 2002. Considerations in Recycling of Wood
Plastic Composites. Performance Engineered Composites, USDA Forest
Service, Forest Products Laboratory, Madison.
Stark N. M. and Matuana. L.M. 2003. Ultraviolet Weathering of Photostabilized
Wood Flour Filled HDPE Composites. Journal Applied Polymer Science
vol. 90 pp 2609. San Fransisco.
Sudiyani, Y; Imamura, Y; Doi, S; and Yamauchi, S. 2003. Infrared Spectroscopic
Investigations of Weathering effects on the Surface of Tropical Wood.
Journal Wood Science Vol 49: pp.86-92.
Sulaeman, R. 2003. Deteriorasi Komposit Serbuk Kayu Plastik Polipropilena
Daur Ulang oleh Cuaca dan Rayap. [Thesis] Program Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
54
Universitas Sumatera Utara
Willy,D dan Yahya,M. 2001. Kardus Sebagai Bahan Baku Furnitur Murah.
Institut Teknologi Bandung.
Wolcott. P.M dan Englund.K. 2002. A Tecnology Review of Wood-Plastic
Composit. Washinton State University. Pullman. Washinton.
Youngquist, J. A. 1995. The Marriage of Wood and Non Wood Materials. Forest
Product Journal 45(10): 25-30.
55
Universitas Sumatera Utara
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2012 hingga bulan Maret 2013
di tiga lokasi. Pemaparan contoh uji dilakukan di Kecamatan Medan Amplas,
dengan ketinggian 28 mdpl. Pengujian sifat fisis dilakukan di Laboratorium
Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Pengujian sifat mekanis FPC dilakukan di Laboratorium Biokomposit dan
Keteknikan Kayu, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah contoh uji papan FPC
dengan 3 perbandingan bahan baku (serat kardus:polietilena) dengan 3
perbandingan yaitu 50:50, 60:40 dan 70:30 dan 2 perbandingan penambahan
Maleat Anhidrida (MAH) yaitu 5% dan 7% serta penambahan Benzoil Peroksida
(BP) 15%, yang masing-masing memiliki 3 ulangan.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah tangga kayu, specimen
holder, kalifer, mikrometer skrup, timbangan digital, alat tulis, oven, kamera
digital, Universal Testing Machine (UTM) merk Instron.
Prosedur Penelitian
Persiapan contoh uji
Contoh uji berupa FPC dengan 3 perbandingan bahan baku (serat
kardus:polietilena) dengan 3 perbandingan yaitu 50:50, 60:40 dan 70:30 dan 2
perbandingan penambahan Maleat Anhidrida (MAH) yaitu 5% dan 7% serta
22
Universitas Sumatera Utara
penambahan Benzoil Peroksida (BP) 15%, yang masing-masing memiliki 3
ulangan.
Pengujian Terhadap Cuaca ( Weathering Test )
Pengujian terhadap cuaca dilakukan dengan memaparkan contoh uji
dilakukan di Kecamatan Medan Amplas dengan ketinggian 28 mdpl. Contoh uji
dipasang pada rak penyangga (specimen holder) dan dibiarkan diareal terbuka
selama 6 bulan, mulai dari bulan Juli 2012 sampai dengan bulan Januari 2013.
Gambar 1. Cara Pengujian terhadap Cuaca (weathering Test)
Pengujian Kualitas Papan Komposit Setelah Pemaparan
Pengujian sifat fisis dan mekanis dilaksanakan berdasarkan standar
Japanese Industrial Standard (JIS) A 5905-2003 hardboard S20dan JIS A 59082003 paticleboards type 13. Parameter kualitas sifat fisis papan komposit yang
diuji adalah kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal. Untuk
sifat mekanis yang diuji adalah MOR (Modulus Of Rupture), dan MOE (Modulus
Of Elastisiticity). Nilai standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 59082003 paticleboards type 13 ditampilkan pada Tabel 1.
23
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. Nilai standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003
paticleboards type 13.
No.
Sifat Fisis Mekanis
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kerapatan (g/cm3)
Kadar Air (%)
Daya Serap Air (%)
Pengembangan Tebal (%)
MOR (Mpa)
MOE(Gpa)
JIS A 5905-2003
hardboard S20
≥ 0,8
5-13
≤ 30
Tidak dipersyaratkan
≥ 20,378
Tidak dipersyaratkan
JIS A 5908-2003
paticleboards type 13
0,4-0,9
5-13
Tidak dipersyaratkan
≤ 12
≥ 13,252
≥ 2,548
Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat fisis papan komposit antara lain kerapatan, kadar air, daya
serap air dan pengembangan tebal. Contoh uji yang digunakan adalah contoh uji
bekas pengujian sifat mekanis. Hasil pengujian didapatkan dengan pengukuran
dan perhitungan dengan rumus sebagai berikut:
1. Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara. Ukuran contoh
uji yang digunakan adalah 5cm x 5cm x 1cm. Contoh uji ditimbang beratnya lalu
diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji.
Nilai kerapatan papan komposit selanjutnya dapat dihitung dengan rumus:
Kerapatan (g/cm3) =
Berat(gram)
Volume
(cm3)
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
2. Kadar Air (KA)
Kadar air papan komposit diuji berdasarkan berat awal papan komposit
(BA) dan berat kering oven (BKO) selama 24 jam pada suhu 80 ˚C. Rumus yang
digunakan dalam menghitung kadar air adalah:
Kadar Air (%) =
BABKO
x100%
BKO
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
24
Universitas Sumatera Utara
3. Daya Serap Air
Ukuran contoh uji yang digunkan adalah 18cm x 18cm x 1cm. Pada
penelitian ini, pengujian daya serap air setelah pemaparan tidak dilakukan dengan
merendam contoh uji. Akan tetapi pengujian daya serap air dilakukan selama
pemapran dengan menimbang berat contoh uji sebelum dipaparkan (B1) dan
menimbang contoh uji setiap dua minggu sekali (B2). Hal ini dimaksudkan untuk
melihat fluktuasi daya serap air FPC selama dipaparkan selama 6 bulan. Nilai
daya serap air selanjutnya dihitung dengan rumus:
Daya Serap Air (%) =
B2 B1
x100%
B1
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
4. Pengembangan Tebal
Contoh uji pengembangan tebal sama dengan contoh uji untuk daya serap
air. Pada penelitian ini, pengujian pengembangan tebal sama halnya dengan
pengujian daya serap air. Dimana setelah pemaparan tidak dilakukan dengan
merendam contoh uji. Akan tetapi pengujian pengembangan tebal dilakukan
selama pemaparan dengan mengukur tebal contoh uji sebelum dipaparkan (T1)
dan mengukur tebal contoh uji setiap dua minggu sekali (T2). Hal ini
dimaksudkan untuk melihat fluktuasi pengembangan tebal FPC selama
dipaparkan selama 6 bulan. Nilai pengembangan tebal papan komposit dihitung
berdasarkan rumus:
T T
Pengembangan Tebal (%) = 2 1 x100%
T1
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
25
Universitas Sumatera Utara
Pengujian Sifat Mekanis
1. MOE (Modulus of Elasticity)
Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan
patah dengan memakai contoh uji yang sama. Ukuran contoh uji adalah 18cm x
5cm x 1cm. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap
selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan rumus:
MOE
3
PL
4bh3Y
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
Keterangan :
MOE : Modulus lentur (GPa)
ΔP
: Beban sebelum batas proporsi (kg)
L
: Jarak sangga (cm)
ΔY
: Lenturan pada beban (cm)
b
: Lebar contoh uji (cm)
d
: Tebal contoh uji (cm)
2. MOR (Modulus of Rupture)
Pengujian
keteguhan
patah
(MOR)
dilakukan
dengan
menggunakan Universal Testing Machine dengan menggunakan lebar
bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang
dari 15 cm. Nilai MOR dihitung dengan rumus sebagai berikut :
MOR
3PL
2bh2
(Sumber: JIS 5905-2003 dan JIS 5908-2003)
26
Universitas Sumatera Utara
Keterangan :
MOR : Modulus patah (MPa)
P
: Beban Maksimum (kg)
L
: Jarak sangga (cm)
b
: Lebar contoh uji (cm)
d
: Tebal contoh uji (cm)
Gambar 2.Cara Pengujian MOE dan MOR
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial,
dengan faktor perlakuan perbandingan polietilena dengan serat kardus, yaitu
50:50, 60: 40 dan 70: 30, dan faktor kedua yaitu penambahan zat aditif yang
berbeda kadarnya, yaitu 5% dan 7% dari berat biji plastik. Model statistik yang
digunakan adalah:
Yijk = μ + αi + βj + (αβ)ij +Σijk
(Sumber:Hanafiah, 2010)
Keterangan:
Yijk
= Nilai perlakuan pada perbandingan komposisi FPC taraf ke- i , zat aditif
taraf ke-j serta ulangan ke-k
μ
= Nilai rata-rata umum
αi
= Pengaruh perbandingan komposisi FPC taraf ke-i
27
Universitas Sumatera Utara
βj
= Pengaruh penambahan zat aditif taraf ke-j
(αβ)ij = Pengaruh interaksi antara perbandingan komposisi FPC taraf ke-i dengan
zat aditif pada taraf ke-j
Σijk
= Pengaruh galat untuk perbandingan plastik: bahan baku taraf ke-i dan
zat aditif pada taraf ke-j serta ulangan ke-k.
Hipotesis yang digunakan adalah :
H0
: Perbedaan perbandingan komposisi bahan baku dan zat aditif serta
interaksi kedua faktor tersebut tidak berpengaruh pada sifat fisis dan
sifat mekanis papan komposit setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan.
H1
: Perbedaan perbandingan komposisi bahan baku dan zat aditif serta
interaksi kedua faktor tersebut berpengaruh pada sifat fisis dan sifat
mekanis papan komposit setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan.
Untuk mengetahui pengaruh pemaparan cuaca dari perlakuan-perlakuan
yang diberikan, dilakukan analisis keragaman dengan kriteria uji jika F hitung ≤ F
tabel maka H0 diterima dan jika F hitung > F tabel maka H0 ditolak. Untuk
mengetahui taraf perlakuan mana yang berpengaruh di antara faktor perlakuan
setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan, jika berpengaruh nyata maka pengujian
dilanjutkan dengan menggunakan Uji Wilayah Berganda DMRT (Duncan
Multiple Range Test).
28
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian Sifat Fisis Fiber Plastic Composite (FPC)
Sifat fisis papan komposit yang diuji antara lain, kerapatan, kadar air, daya
serap air, dan pengembangan tebal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat
perbedaan terhadap masing-masing sifat fisis papan komposit plastik yang
dihasilkan untuk setiap perlakuan, baik sebelum pemaparan terhadap cuaca
maupun setelah pemaparan terhadap cuaca selama 6 bulan.
Kerapatan
Kerapatan
merupakan
salah
satu
sifat
fisis
yang menunjukkan
perbandingan antara massa benda terhadap volumenya. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa nilai kerapatan FPC sebelum pemaparan berkisar antara
0,90 – 0,97 g/cm3. Sedangkan setelah pemaparan 6 bulan nilai kerapatan FPC
berkisar antara 0,81 – 0,93 g/cm3 . Hasil pengujian kerapatan secara lengkap
disajikan pada Gambar 3.
0,84
0,95
0,97
0,93
0,94
0,85
0,96
0,84
0,90
0,84
0,81
Kerapatan(gr/cm³)
1,00
0,92
1,20
0,80
JIS A 5908-2003
0,4-0,9 (g/cm3)
JIS A 5905-2003
≥ 0.8 (g/cm3)
0,60
MAH 5%, 0BULAN
MAH 5%, 6BULAN
0,40
MAH 7%, 0BULAN
MAH 7%, 6BULAN
0,20
50:50
60:40
70:30
Komposisi Polietilena:Serat Kardus
Gambar 3. Grafik Nilai Kerapatan FPC Sebelum dan Setelah Pemaparan
29
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3 menunjukkan bahwa nilai kerapatan tertinggi sebelum
pemaparan terdapat pada perbandingan 70:30 dengan penambahan MAH 5%,
sedangkan nilai kerapatan terendah terdapat pada perbandingan 50:50 dengan
penambahan MAH 7%. Setelah pemaparan 6 bulan, nilai kerapatan tertinggi
terdapat pada perbandingan 70:30 dengan penambahan MAH 5%, sedangkan nilai
kerapatan terendah terdapat pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH
5%.
Maloney (1993) menyatakan bahwa pembagian papan partikel berdasarkan
kerapatannya adalah papan partikel kerapatan rendah (0,80 g/cm3), berdasarkan
pembagian tersebut nilai kerapatan FPC sebelum maupun setelah pemaparan
tergolong ke dalam kerapatan tinggi. Nilai kerapatan yang tinggi disebabkan
karena ikatan antar serat dan plastik lebih kompak dengan adanya penambahan
MAH pada FPC. Hal ini sesuai dengan pernyataan Youngquist (1995) yang
menyatakan bahwa pemberian aditif dapat meningkatkan ikatan antara
thermoplastic dan komponen kayu yang menyebabkan rantai polietilena dan
maleat anhidrida menjadi terikat sehingga kerapatan papan yang dihasilkan tinggi.
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai rerata kerapatan papan
komposit setelah pemaparan selama 6 bulan mengalami penurunan yang tidak
terlalu besar nilainya, penurunan kerapatan tertinggi setelah pemaparan terdapat
pada perbandingan 50:50 dengan MAH 5% dengan nilai sebesar 0,81 gr/cm³, dan
penurunan kerapatan terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan
penambahan MAH 5% dengan nilai sebesar 0,93 gr/cm³. Hal ini dipengaruhi oleh
perbandingan antara plastik dan serat pada FPC serta sifat serat yang lebih mudah
30
Universitas Sumatera Utara
mengalami degradasi karena pengaruh lingkungan luar dibandingkan plastik. FPC
dengan komposisi plastik yang lebih banyak memiliki nilai kerapatan yang lebih
tinggi dibandingkan FPC dengan komposisi plastik yang lebih sedikit, hal ini
terjadi karena pada komposisi plastik yang lebih banyak serat dapat ditutupi
seluruhnya oleh plastik. Sehingga ketika dipaparkan terhadap cuaca, FPC pada
perbandingan plastik yang lebih banyak akan mengalami sedikit penurunan
kerapatan. Hal ini sesuai dengan Kyosov (2007) yang menyatakan bahwa ukuran
partikel dan komposisi bahan baku akan mempengaruhi sifat fisis dan mekanis
produk yang dihasilkan. Dan menurut Najafi et al (2008) untuk mendapatkan
produk komposit plastik yang maksimal, jumlah matriks plastik yang digunakan
harus lebih dari 50%.
Penurunan kerapatan FPC setelah pemaparan disebabkan oleh adanya
interaksi dari berbagai faktor cuaca seperti kombinasi sinar matahari, curah hujan,
variasi suhu dan kelembaban yang mengakibatkan terkikisnya permukaan papan
sehingga memudahkan air untuk masuk ke dalam papan. Hal ini sesuai dengan
pernyataan Sudiyani et al., (2003) yang menyatakan bahwa deteriorasi yang cepat
akibat pemaparan pada lingkungan luar (outdoor) merupakan kerugian utama dari
penggunaan kayu dan wood based materials untuk aplikasi struktural dan teknik,
penyinaran matahari yang mengandung UV adalah faktor dominan yang
menyebabkan depolimerisasi lignin dalam matriks dinding sel yang kemudian
hilang atau tercuci karena hujan.
Berdasarkan standar yang diacu pada penelitian ini, yaitu JIS A 5905-2003
mensyaratkan nilai kerapatan ≥0.8 g/cm3 dan JIS A 5908-2003 mensyaratkan
nilai kerapatan 0.4-0.9 g/cm3, sehingga nilai kerapatan FPC yang dihasilkan untuk
31
Universitas Sumatera Utara
semua perlakuan memenuhi nilai yang dipersyaratkan baik sebelum dilakukan
pemaparan maupun setelah dipaparkan terhadap cuaca selama 6 bulan.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam (Lampiran 10) menunjukkan bahwa
sebelum pemaparan, perlakuan komposisi bahan baku FPC, konsentrasi MAH dan
interaksi kedua faktor tersebut tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan
komposit yang dihasilkan. Namun, setelah pemaparan selama 6 bulan hasil
analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan penambahan MAH
berpengaruh nyata terhadap kerapatan FPC. Berdasarkan hasil uji lanjut DMRT
menunjukkan bahwa perbandingan komposisi bahan baku dan penambahan MAH
tidak berbeda nyata terhadap kerapatan FPC setelah pemaparan 6 bulan. Sehingga
disimpulkan bahwa perlakuan yang diberikan belum menghasilkan nilai
Kerapatan yang berbeda secara signifikan.
Kadar Air
Kadar air adalah banyaknya kandungan air yang terdapat di dalam kayu
dibandingkan berat kering tanur yang dinyatakan dalam persen (Bowyer dkk,
2003). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kadar air FPC sebelum
dilakukan pemaparan berkisar antara 0,010 – 0,233%. Sedangkan setelah
pemaparan selama 6 bulan, nilai kadar air berkisar antara 0,009 – 0,029%. Hasil
pengujian kadar air pada penelitian ini secara lengkap disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4 menunjukkan bahwa
sebelum pemaparan, nilai kadar air
tertinggi terdapat pada perbandingan 60:40 dengan penambahan MAH 7%, dan
nilai kadar air terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan penambahan
MAH 7%. Sedangkan setelah pemaparan 6 bulan, nilai kadar air tertinggi terdapat
32
Universitas Sumatera Utara
pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH 7% dan nilai kadar air
0,233
0,200
JIS A 5905-2003,
JIS A 5908-2003
5-13%
Kadar Air (%)
0,157
0,200
0,150
0,093
0,100
MAH 5%,6 BULAN
0,009
0,011
0,014
MAH 7%,6 BULAN
0,016
0,029
MAH 7%,0 BULAN
0,020
0,050
MAH 5%,0 BULAN
0,010
0,250
0,210
terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan penambahan MAH 7%.
0,000
50:50
60:40
70:30
Komposisi Polietilena:Serat Kardus
Gambar 4. Grafik Nilai Kadar Air FPC Sebelum dan Setelah Pemaparan
Hasil penelitian juga menunjukkan nilai kadar air FPC mengalami
penurunan setelah pemaparan selama 6. Hal Ini disebabkan bahan baku FPC yang
terdiri dari polietilena daur ulang yang bersifat hidrofobik dan serat kardus yang
hidrofilik dapat diatasi dengan penambahan MAH yang berperan sebagai
compatibilizer. Kombinasi antara polietilena dan serat kardus serta penambahan
MAH akan meningkatkan kekompakan antara plastik dan serat yang digunakan,
sehingga mengahambat air atau uap air untuk masuk ke dalam FPC. Menurut
Okamoto (2000) plastik daur ulang yang digunakan memiliki sifat dapat menolak
air (water resistant) diharapkan dapat meningkatkan kualitas papan komposit
yang dibuat. Dimana bahan dasar serat kardus yang bersifat menyerap air
(hidropobik) akan ditutupi oleh plastik, sehingga dalam pengujian fisis yang akan
dilakukan, hasil kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, dan kembang susut
papan komposit plastik yang dihasilkan sesuai dengan standar yang diacu.
33
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan standar yang diacu dalam penelitian ini, yaitu JIS A 59052003 dan JIS A 5908-2003 mensyaratkan kadar air 5-13%. Hal ini berarti nilai
kadar air FPC sebelum maupun sesudah pemaparan selama 6 bulan tidak
memenuhi standar yang dipersyaratkan. Akan tetapi, dengan rendahnya nilai
kadar air pada contoh uji baik sebelum maupun sesudah dipaparkan selama 6
bulan, dapat dikatakan contoh uji ini cocok digunakan untuk penggunaan luar
ruangan, karena contoh uji tidak mudah menyerap air.
Hal yang menyebabkan nilai kadar air tidak memenuhi standar diduga
karena penggunaan matriks yang semakin banyak akan membuat papan yang
dihasilkan lebih rapat dan penyerapan air jauh lebih rendah. Selain itu, dengan
adanya penambahan MAH sebagai compatibilizer akan menghasilkan FPC
dengan nilai kerapatan yang tinggi dan nilai kadar air FPC yang rendah. Menurut
Ruhendi et al (2007) kadar air papan partikel dipengaruhi oleh kerapatannya,
papan dengan kerapatan tinggi memiliki ikatan antara molekul partikel dengan
molekul perekat yang terbentuk dengan kuat sehingga molekul air sulit mengisi
rongga yang terdapat dalam papan partikel karena telah terisi dengan molekul
perekat.
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran
10) menunjukkan bahwa
perbandingan serat kardus dan plastik, penambahan MAH dan interaksi kedua
faktor tersebut tidak berpengaruh nyata terhadap pengujian kadar air sebelum
maupun setelah pemaparan 6 bulan. Artinya, faktor perlakuan yang diberikan
menghasilkan nilai kadar air yang belum berbeda secara signifikan.
34
Universitas Sumatera Utara
Daya Serap Air
Daya serap air menyatakan banyaknya air yang diserap oleh air contoh uji
dalam persen terhadap berat awalnya (Massijaya et al., 1999). Hasil penelitian
menunjukkan bahwa nilai daya serap air FPC sebelum dilakukan pemaparan
berkisar antara 1,20 – 2,77%. Sedangkan setelah pemaparan selama 6 bulan, nilai
daya serap air berkisar antara 0,03 – 1,76%. Grafik pengujian daya serap air
1
MAH 5%,0 BULAN
1,20
0,93
MAH 5%,6 BULAN
MAH 7%,0 BULAN
0,03
0,09
0,25
MAH 7%,6 BULAN
0,09
2
1,82
2,20
2,55
2,57
JIS A 5905-2003 ≤30%
1,76
Daya Serap Air (%)
3
2,77
sebelum dan setelah pemaparan dapat dilihat pada Gambar 5.
0
50:50
60:40
70:30
Komposisi Polietilena: Serat Kardus
Gambar 5. Grafik Nilai Daya Serap Air FPC Sebelum dan Setelah Pemaparan
Gambar 5 menunjukkan bahwa sebelum pemaparan, nilai daya serap air
serap air tertinggi terdapat pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH
7%, dan nilai daya serap air terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan
penambahan MAH 7%. Sedangkan setelah pemaparan 6 bulan, nilai daya serap air
tertinggi terdapat pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH 5%, dan
nilai daya serap air terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan
penambahan MAH 7%. Pada penelitian ini, setiap dua minggu sekali dilakukan
pengukuran daya serap air. Hal ini dimaksudkan untuk melihat fluktuasi daya
serap air yang terjadi selama pemaparan. Fluktuasi daya serap air dan kondisi
35
Universitas Sumatera Utara
cuaca (curah hujan, suhu maksimum, suhu minimum dan kelembaban relatif)
selama pemaparan disajikan pada Gambar 6 dan Gambar 7.
Daya Serap Air (%)
3
PE:SK 50:50
PE:SK 60:40
PE:SK 70:30
2
1
0
0
2
4
6
8
10
-1
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (minggu)
(a)
3
PE:SK 50:50
PE:SK 60:40
PE:SK 70:30
Daya Serap Air (%)
2
1
0
0
2
4
6
8
-1
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (minggu))
(b)
Gambar 6. Grafik Fluktuasi Daya Serap Air FPC selama Pemaparan : a) dengan
Aditif MAH 5%; b) dengan Aditif MAH 7%
100
80
Curah Hujan (mm)
Suhu Minimum (°C)
Suhu Maksimum (°C)
Kelembaban (%)
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (Minggu)
Gambar 7. Grafik Fluktuasi Curah Hujan, Suhu Maksimum, Suhu Minimum dan
Kelembaban Relatif selama Pemaparan (Sumber: BMKG, 2013)
36
Universitas Sumatera Utara
Gambar 6 menunjukkan bahwa fluktuasi daya serap air untuk semua
perlakuan cenderung menurun pada bulan pertama dan gambar menunjukkan
fluktuasi yang tidak konstan seiring dengan bertambahnya waktu pemaparan. Hal
ini diduga dipengaruhi oleh kondisi cuaca yang dapat berubah-ubah sewaktuwaktu (Gambar 7), perubahan variabel suhu (curah hujan, suhu dan kelembaban)
akan berpengaruh langsung terhadap FPC. Ketika FPC terpapar oleh kelembaban
udara atau ketika terjadi hujan, maka komponen serat pada FPC yang bersifat
hidrofilik akan mengembang dan sebaliknya ketika suhu udara cukup tinggi maka
komponen serat akan menyusut. Pengembangan dan penyusutan komponen serat
pada FPC ini akan menimbulkan tegangan internal, sehingga ketika variabel cuaca
berubah seiring dengan bertambahnya waktu pemaparan, maka retak mikro akan
muncul pada permukaan FPC. Menurut Stark dan Clemons (2002) retak mikro
yang timbul pada komposit akibat proses pengembangan dan penyusutan
komponen serat dapat berkontribusi untuk penetrasi air dan sinar UV yang lebih
dalam pada komposit dan memicu terjadinya reaksi oksidasi yang akan
menimbulkan penurunan sifat mekanik .
Pada gambar 6 juga dapat dilihat bahwa FPC pada perbandingan 50:50
dengan penambahan MAH 5% dan 7% cenderung memiliki nilai daya serap air
lebih tinggi dibandingkan pada perbandingan 60:40 dan 70:30. Hal ini disebabkan
perbedaan perbandingan serat dan plastik pada FPC. FPC pada perbandingan serat
yang lebih banyak memiliki nilai daya serap air yang lebih besar dibandingkan
dengan FPC dengan perbandingan serat yang lebih sedikit. Akan tetapi, nilai daya
serap air untuk semua perlakuan tergolong rendah. Menurut English dan Falk
(1996) komposit serat plastik
memiliki sifat menyerap air yang rendah dan
37
Universitas Sumatera Utara
peningkatan kadar serat secara substansial dapat menurunkan nilai ekspansi termal
akan tetapi dapat meningkatkan nilai daya serap air karena sifat serat yang
hidrofilik.
Nilai daya serap air yang rendah meskipun setelah pemaparan diduga
karena perbandingan matriks yang lebih besar daripada serat serta penambahan
MAH yang dapat mengikat matriks plastik dan serat kardus sehingga papan yang
dihasilkan lebih menyatu dan kompleks yang mengakibatkan air sukar masuk ke
dalam papan tersebut. Hal ini sesuai dengan penelitian Johnson et al. (1996) yang
menyatakan bahwa tingkat penyerapan air akan berbeda tergantung pada tingkat
pembebanan dan jenis matriks yang digunakan. Hasil penelitian mereka
menunjukkan bahwa komposit dengan 30% serat memiliki penyerapan air yang
lebih rendah dibandingkan dengan 50% serat. Perbedaan yang signifikan
ditunjukkan pada matriks yang digunakan pada komposit yaitu polipropilen dan
polietilen. Komposit dengan matriks polietilen masih menyerap air pada akhir
pengujian sementara komposit dengan matriks polipropilen tidak lagi menyerap
air.
Standar JIS A 5905-2003 yang mensyaratkan nilai daya serap air ≤ 30%
sedangkan pada JIS A 5908-2003 nilai daya serap air tidak dipersyaratkan,
sehingga nilai daya serap air untuk semua perlakuan memenuhi standar. Hasil
analisis sidik ragam (Lampiran 10) menunjukkan bahwa perbandingan serat
kardus dan plastik, penambahan MAH dan interaksi kedua faktor tersebut tidak
berpengaruh nyata terhadap pengujian daya serap air sebelum maupun setelah
pemaparan 6 bulan. Artinya, faktor perlakuan yang diberikan menghasilkan nilai
daya serap air yang belum berbeda secara signifikan.
38
Universitas Sumatera Utara
Pengembangan Tebal
Sifat pengembangan tebal merupakan salah satu sifat fisis yang akan
menentukan apakah suatu papan dapat digunakan untuk keperluan interior
ataupun eksterior. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai pengembangan tebal
FPC sebelum dilakukan pemaparan berkisar antara 5,72 – 10,25%. Sedangkan
setelah pemaparan selama 6 bulan, pengembangan tebal berkisar antara 0,86 –
6,18%. Grafik nilai pengembangan tebal sebelum dan setelah pemaparan dapat
JIS A 5908-2003 ≤ 12
9,95
10,12
5,77
5,27
5,72
5,26
MAH 5%,0 BULAN
MAH 5%,6 BULAN
3,30
6
6,14
9
6,18
MAH 7%,0 BULAN
3
0,86
1,60
Pengembangan Tebal (%)
12
10,25
dilihat pada Gambar 8.
MAH 7%,6 BULAN
0
50:50
60:40
70:30
Komposisi Polietilena: Serat Kardus
Gambar 8. Grafik Nilai Pengembangan Tebal FPC Sebelum dan Setelah
Pemaparan
Gambar 8 menunjukkan bahwa sebelum pemaparan, nilai pengembangan
tebal tertinggi terdapat pada perbandingan 50:50 dengan penambahan MAH 5%,
dan nilai pengembangan tebal terendah terdapat pada perbandingan 70:30 dengan
penambahan MAH 5%. Sedangkan setelah pemaparan 6 bulan, nilai
pengembangan tebal tertinggi terdapat pada perbandingan 50:50 dengan
penambahan MAH 5%, dan nilai pengembangan tebal terendah terdapat pada
perbandingan 70:30 dengan penambahan MAH 7%. Sama halnya dengan
39
Universitas Sumatera Utara
pengujian daya serap air, setiap dua minggu sekali juga dilakukan pengukuran
pengembangan tebal. Fluktuasi pengembangan tebal dan kondisi cuaca (curah
hujan, suhu maksimum, suhu minimum dan kelembaban relatif) selama
Pemaparan disajikan pada Gambar 9 dan Gambar 10.
Pengembangan Tebal(%)
12
10
8
6
PE:SK 50:50
PE:SK 60:40
PE:SK 70:30
4
2
0
-2
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20
Waktu Pemaparan (Minggu)
22
24
26
(a)
Pengembangan Tebal(%)
12
10
8
PE:SK 50:50
PE:SK 60:40
PE:SK 70:30
6
4
2
0
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (Minggu)
(b)
Gambar 9. Grafik Fluktuasi Pengembangan Tebal FPC selama Pemaparan : a)
dengan Aditif MAH 5%; b) dengan Aditif MAH 7%
100
80
Curah Hujan (mm)
Suhu Minimum (°C)
Suhu Maksimum (°C)
Kelembaban (%)
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Waktu Pemaparan (Minggu)
Gambar 10. Grafik Fluktuasi Curah Hujan, Suhu Maksimum, Suhu Minimum dan
Kelembaban Relatif selama Pemaparan (Sumber: BMKG, 2013)
40
Universitas Sumatera Utara
Gambar 9 menunjukkan bahwa fluktuasi pengembangan tebal untuk
semua perlakuan cenderung menurun pada bulan pertama dan gambar
menunjukkan fluktuasi yang tidak konstan seiring dengan bertambahnya waktu
pemaparan. Sama halnya dengan fluktuasi daya serap air, fluktuasi pengembangan
tebal juga dipengaruhi oleh kondisi cuaca yang dapat berubah sewaktu-waktu
(Gambar 10), sehingga menyebabkan FPC mengalami pengembangan dan
penyusutan secara bergantian sesuai dengan perubahan cuaca.
Pada gambar 9 juga dapat dilihat bahwa nilai pengembangan tebal pada
perbandingan 50:50 lebih besar dibandingkan pada perbandingan 60:40 dan
70:30. Hal ini disebabkan karena perbandingan jumlah serat pada perbandingan
50:50 lebih besar dibandingan pada perbandingan 60:40 dan 70:30 sehingga dapat
disimpulkan bahwa banyaknya komposisi serat pada FPC akan mempengaruhi
nilai pengembangan tebal dan nilai pengembangan tebal pada FPC sejalan dengan
daya serap air FPC.
Berdasarkan standar JIS A 5905-2003, nilai pengembangan tebal tidak
dipersyaratkan sedangkan standar JIS A 5908-2003 nilai yang dipersyaratkan
< 12%, hal ini berarti FPC memenuhi standar untuk pengembangan tebal baik
sebelum pemaparan maupun setelah pemaparan 6 bulan. Rendahnya nilai
pengembangan tebal mengindikasikan bahwa FPC yang dihasilkan memiliki
stabilitas dimensi yang tinggi, sehingga FPC dapat direkomendasikan untuk
penggunaan eksterior.
Penggunaan plastik yang menolak air dan penambahan MAH mampu
meningkatkan ikatan antar kedua bahan baku sehingga FPC yang dihasilkan
memiliki stabilitas dimensi tinggi. Hal ini diperkuat oleh pernyataan dari
41
Universitas Sumatera Utara
Febrianto et al., (2006) yang menyatakan pemberian bahan penambah (aditif)
terhadap
produk
komposit
bertujuan
untuk
meningkatkan
kekompakan
(compatibilizer) dan daya ikatan rekat antar komponen penyusun papan sehingga
tidak membentuk rongga pada produk yang dihasilkan. Hasil analisis sidik ragam
(Lampiran 10) menunjukkan bahwa perbandingan serat kardus dan plastik,
penambahan MAH dan interaksi kedua faktor tersebut tidak berpengaruh nyata
terhadap pengembangan tebal baik sebelum maupun setelah pemaparan 6 bulan.
Artinya, faktor perlakuan yang diberikan menghasilkan nilai pengembangan tebal
yang belum berbeda secara signifikan.
Pengujian Sifat Mekanis
Sifat mekanis papan komposit plastik merupakan hal yang sangat penting
untuk menentukan nilai kekuatan dari produk komposit yang dihasilkan.
Pengujian sifat mekanis yang dilakukan pada penelitian ini adalah pengujian
MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture). Berdasarkan hasil
pengujian yang diperoleh akan diketahui aplikasi penggunaaan terbaik dari produk
komposit yang dihasilkan.
MOE (Modulus of Elasticity)
Modulus of Elasticity (MOE) merupakan besaran dalam bidang teknik
yang menunjukkan ukuran ketahanan material (dalam hal ini papan komposit
plastik) menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah) (Massijaya et al.,
1999). MOE adalah indikator dalam menetukan besarnya kemampuan papan
komposit plastik dalam menahan beban. Hasil peneliti